Характеристика высших растений. Высшие растения виды
многообразие видов и общая характеристика отделов :: SYL.ru
При всем своем разнообразии растительный мир имеет довольно строгую классификацию. Основное, глобальное подразделение происходит на растения высшие и низшие. Вторые имеют довольно слабо развитую структуру строения, некоторые особенности роста и размножения. Ныне существующие на планете Земля высшие растения - моховидные, плауны, хвощевидные, псилотовидные, папоротники, голосеменные и цветковые (покрытосеменные). А есть еще и вымершие отделы: риниофиты, зостерофиллофиты, ранее существовавшие в давние времена. Общее число видов, известное науке, превышает 285 000.
Общие характеристики
Разделение на растения высшие и низшие происходит по причине различий в их организации. Учеными выделяется несколько основных.
- Высшие растения имеют (за исключением мхов) вегетативные органы – корень, стебель, лист, состоящие из множества разных функциональных тканей.
- У более высокоразвитых растений имеется и проводящая система, обеспечивающая снабжение органов (например, от корневой системы к листве), и довольно сложная система покровной ткани.
Мхи
К данному отделу относится достаточно много видов. Эти высшие растения в основном многолетние, вечнозеленые. Ученые установили происхождение мхов от зеленых водорослей. У них нет как таковых корней, а только ризоиды. Тело растений представляет слоевище (или стебель с листьями). Мхи некрупные. Размеры колеблются от 1 миллиметра до десятка сантиметров. Эти высшие растения имеют простую структуру, где очень слабо выражены проводящие ткани. В свою очередь, моховидные разделяются на классы: антоцеротовые, печеночники, листостебельные.
Велика роль мхов в живой природе. Они произрастают повсеместно (кроме пустынь и морской среды). Часто встречаются в надпочвенном слое ельников и сосняков. А тундру так и называют - "царство мхов и лишайников". Некоторые мхи обладают свойствами антибиотиков и используются в медицине.
Плауновые
Это наиболее древняя группа. Большинство представителей уже вымерло. Все нынешние плауновые высшие растения – многолетние, вечнозеленые, травянистые. А некоторые по внешнему виду схожи с моховыми. Многие плауны небольшого размера. Один из наиболее распространенных представителей - плаун булавовидный (Lycopodium clavatum). Распространен в сосновых лесах на бедной почве. Имеет стелящийся стебель до 3-х метров в длину, на котором образуются побеги с листьями.
Хвощи
Сегодня известен только один род хвоща, включающий в себя до тридцати видов. Эти древние растения в основном были распространены в каменноугольном периоде. Тогда многие хвощи имели древовидную структуру. Но позже данные представители вымерли. А сейчас хвощи встречаются на болотах, в лесах и на лугах.
Папоротники
Это также одни из древнейших из живущих ныне растений. Они весьма разнообразны по своему облику. Некоторые имеют древовидную структуру. Стволы представителей в высоту – до 25 метров, а обхват ствола – до полуметра. Листья у папоротников стеблевого происхождения.
Характерно, что и у папоротниковых, и у плауновых, и у хвощей наличие воды при оплодотворении – обязательное условие. Нет воды – растения не могут размножаться.
Высшие споровые растения
По способу размножения представители флоры разделяются на споровые и семенные. Первые размножаются при помощи спор, а вторые – при помощи семян. Несколько вышеперечисленных современных отделов – мхи, плауны, хвощи и папоротники – высшие споровые растения. Они признаются наукой как одни из первых наземных (многие виды давно вымерли), от которых и произошли впоследствии все семенные представители фауны.
Голосеменные
В дальнейшем эволюция фауны двигалась в сторону независимости размножения от наличия жидкости. Так возникли, по мнению некоторых ученых, семенные растения. Голосеменные – и вечнозеленые, и листопадные, и лиановые. Их листья множественно варьируются по формам. Для отдела характерно открытое расположение семян (отсюда и название). Самые распространенные представители – хвойные деревья, которые насчитывают 610 видов. Большинство из них вечнозеленые, но есть и листопадные (лиственница, например).
Покрытосеменные
Этот отряд хорошо иллюстрирует развитие и эволюцию фауны: какие растения высшие существуют, каково их многообразие. Покрытосеменных, или цветковых, насчитывается более 250 000 видов. И ученые продолжают выявлять ежегодно новые и новые разновидности. Считается, что их открыто только процентов 80. Такое разнообразие обосновано хорошей приспособляемостью к различным условиям и среде обитания. Для них характерны пестики и плоды, а семена обычно заключены внутри плодов. Плоды бывают съедобными. Их издавна человек научился использовать в качестве пищи. Также у покрытосеменных наличествуют развитая сосудистая система и опыляемые цветки. Согласно биологии, эти растения – настоящая вершина эволюции флоры Земли.
www.syl.ru
Высшие растения - это... Что такое Высшие растения?
Высшие растения, или Наземные растения, или Эмбриофиты (лат. Streptophyta, включают группу без ранга лат. Embryophyta) — тип зелёных растений, которым свойственна дифференциация тканей, в отличие от низших растений — водорослей.
К высшим растениям относятся мхи и сосудистые растения (папоротникообразные, псилотовые, хвощевидные, плауновидные, голосеменные и покрытосеменные).Высшие растения в некоторых системах классификации рассматривают как таксон ранга подцарство.
Эволюция высших растений тесно связана с выходом на сушу и завоеванием наземных ниш.
Развитие специализированных тканей было важным условием для выхода растений на сушу. Для комфортного существования в воздушной среде растениям было необходимо развить как минимум эпидермис с устьицами для защиты от высыхания и теплообмена и проводящие ткани для обмена минеральных и органических веществ. Результатом выхода растений на сушу также стало разделение организма растения на корень, стебель и лист.
Большое разнообразие условий существования наземной жизни объясняет чрезвычайное богатство форм растений. Но несмотря на разнообразие внешнего вида, всем высшим растениям свойственен один тип полового процесса (оогамия) и два варианта одного типа смены ядерных фаз, или «смены поколений» (гетероморфные циклы развития с преобладанием либо спорофита, либо гаметофита). Во всех случаях оба «поколения» — гематофит и спорофит — различаются морфологически, цитологически и биологически. В эволюции почти всех отделов высших растений (за исключением мохообразных) в циклах развития преобладает спорофит.
Мхи
Среди высших растений наиболее примитивным строением обладают Мохообразные (Bryophyta sensu lato) — у них отсутствует корень (есть ризоиды), а у маршанциевых, антоцеротовых и некоторых юнгерманниевых мхов отсутствует деление на лист и стебель — они являются слоевищными, как водоросли или лишайники. Устичный аппарат крайне примитивен, проводящая система не развита, проводящие функции выполняет паренхима.
Сосудистые споровые
Так называемые Сосудистые споровые, к которым относятся папоротники, хвощи, плауны и псилотовые, имеют уже довольно развитую проводящую систему, всегда выражены стебель, лист и корень. Однако они все ещё сильно связаны с водной средой, так как имеют свободноживущий гаметофит и половое размножение у них происходит с участием жгутиконосных сперматозоидов, которые не могут существовать вне водной среды.
Если Мохообразные и Сосудистые споровые рассматривают как единую группу, к ней иногда применяют собирательный термин «высшие споровые растения»[2].
Семенные растения
Важным эволюционным прорывом растений на пути завоевания суши стало появление семени и оболочки пыльцевого зерна. Благодаря тому, что отныне гаметофит (теперь состоящий всего из нескольких клеток) стал полностью помещаться внутри влагоудерживающей оболочки, растения смогли освоить пустынные и холодные области.
У некоторых голосеменных и практически у всех цветковых растений в проводящих структурах появляются сосуды и ситовидные трубки — полые проводящие элементы, состоящие из стенок отмерших клеток, благодаря чему их проводящие системы действуют чрезвычайно эффективно.
-
Гнетум, голосеменное растение, имеющее сосуды в проводящей системе
-
Зостера, одно из немногих высших растений, сумевших вернуться в море
Примечания
- ↑ В современных классификациях эта группа растений обычно включается в класс Псилотовидные отдела Папоротниковидные в ранге порядка. См. Ужовниковые (Ophioglossales).
- ↑ Коровкин О. А. Анатомия и морфология высших растений: словарь терминов. — М.: Дрофа, 2007. — С. 33. — 268, [4] с. — (Биологические науки: Словари терминов). — 3000 экз. — ISBN 978-5-358-01214-1
Литература
- Еленевский А. Г. Ботаника. Систематика высших, или наземных, растений: учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений / А. Г. Еленевский, М. П. Соловьёва, В. Н. Тихомиров. — Изд. 4-е, испр. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 464 с. — 3000 экз. — ISBN 5-7695-2141-4 — УДК 596(075.8)
dic.academic.ru
Высшие растения
По внешнему виду, по строению и биологическим особенностям высшие растения очень разнообразны. Ныне живущие высшие растения — это мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные (цветковые) растения. Общее число их видов превышает 285 тысяч.
В отличие от «низших растений», высшие характеризуются рядом признаков более высокой организации. Тело их расчленено на органы: побег и корень (за исключением моховидных). В состав этих органов входит много различных тканей.
У высших растений хорошо развита проводящая система, представленная ксилемой (трахеидами или сосудами) и флоэмой (ситовидными трубками с сопровождающими клетками). Наряду с проводящей системой имеется сложная система покровных тканей, сложный устьичный аппарат; сильное развитие получили механические ткани растений.
Характерная черта высших растений — правильная смена поколений (гаметофита и спорофита) в цикле их развития. Гаметофит — половое поколение, на котором образуются антеридии и архегонии,— сменяется бесполым поколением спорофита, на котором формируются спорангии со спорами. Гаметофит всегда гаплоидное растение, спорофит — диплоидное.
У моховидных гаметофит доминирует в жизненном цикле, а спорофит занимает подчиненное положение и живет на гаметофите. Плауны, хвощи и папоротники характеризуются биологической самостоятельностью как спорофита, так и гаметофита, но спорофит преобладает в жизненном цикле, а гаметофит в разной степени редуцирован. У наиболее высоко организованных высших растений (голосеменные, покрытосеменные) наблюдается наибольшая редукция гаметофита.
Отделы высших растений
Высшие растения обычно подразделяют на 9 отделов, два из которых объединяют только вымершие формы — риниофиты, зостерофиллофиты; семь отделов представлены ныне живущими растениями — моховидные, плауновидные, псилотовидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и цветковые (покрытосеменные) растения.
Отдел Риниофиты (Rhyniophyta)
Риниофиты (псилофитовые) вымерли в среднем девоне. Эти первые высшие растения имели очень простое строение. Они размножались спорами, имели дихотомически ветвящиеся теломы с верхушечными спорангиями. Дифференциация на корни, стебли и листья отсутствовала.
Считают, что риниофиты — исходная предковая группа, от которой произошли моховидные, плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные.
Отдел Зостерофиллофиты (Zosterophyllophyta)
К этому отделу относится небольшая группа растений, существовавших в раннем и среднем девоне. Они имели много общего c риниофитами. Возможно, растения этой группы обитали в воде. Как и риниофиты, они не имели листьев, их надземные побеги дихотомически ветвились. Спорангии зостерофиллофитов, имевшие шаровидную или бобовидную форму, располагались латерально на коротких ножках, в этом их отличие от риниофитов.
Отдел Моховидные (Bryophyta)
Моховидные — вечнозеленые, автотрофные, в основном многолетние растения. Они насчитывают около 25 000 видов и известны с карбона. Эта группа высших растений происходит, по-видимому, от древних зеленых водорослей.
Тело моховидных представляет собой либо слоевище (таллом), прижатое к субстрату, либо стебелек с листьями; корней нет, есть только ризоиды. Это небольшие растения, размеры их колеблются от 1 мм до нескольких десятков сантиметров. Моховидные имеют сравнительно простую внутреннюю организацию. В их теле имеется ассимиляционная ткань, но слабо выражены по сравнению с другими высшими растениями проводящие, механические, запасающие и покровные ткани.
В отличие от всех других отделов высших растений, вегетативное тело моховидных представлено гаметофитом, который доминирует в их жизненном цикле, спорофит же занимает подчиненное положение, развиваясь на гаметофите.
На гаметофите моховидных развиваются половые органы — мужские (антеридии) и женские (архегонии). В антеридиях образуется большое число двужгутиковых сперматозоидов. В каждом из архегониев образуется одна яйцеклетка. В сырую погоду (во время дождя) сперматозоиды, продвигаясь в воде, проникают к яйцеклетке, находящейся внутри архегония. Один из них сливается с ней, производя оплодотворение. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) вырастает спорофит, т. е. бесполое поколение, представленное коробочкой, сидящей на ножке. В коробочке образуются споры.
При прорастании споры возникает протонема — тонкая разветвленная нить (реже пластинка). На протонеме образуются многочисленные почки, дающие начало гаметофитам — облиственным побегам или талломам в виде пластинки.
Гаметофиты моховидных способны к вегетативному размножению, и цикл развития их длительное время может происходить без образования спорофита.
Моховидные объединяют 3 класса: Антоцеротовые, Печеночники и Листостебельные мхи.
В классе Антоцеротовые (Antocerotae) насчитывается около 300 видов. Они распространены главным образом в тропических и умеренно теплых областях земного шара. В нашей стране встречается только род Антоцерос, представленный 3-4 видами.
Гаметофит антоцеротовых представляет собой слоевище (таллом). У видов рода антоцерос слоевище розетковидное, в диаметре 1-3 см, реже листовидное, темно-зеленое, плотно прилегающее к почве. Коробочки (спорогоны) многочисленные, слегка изогнутые, щетинковидные. Они придают антоцеротовым мхам своеобразный вид.
В классе Печёночники (Heraticae) насчитывается свыше 6 тысяч видов. Печёночники широко распространены. В отличие от других моховидных, у большинства печёночников протонема слабо развита и недолговечна. Гаметофит имеет слоевищную форму или форму листостебельного растения. Строение гаметофита у печёночных мхов отличается большим разнообразием, спорофит же однотипен.
В качестве примера можно рассмотреть представителя подкласса Маршанциевые (Marchantiidae) — маршанцию обыкновенную (Marchantia polymorpha). Это один из наиболее распространенных в нашей флоре печёночников (на болотах и в лесах на месте пожарищ). Тело маршанции представлено слоевищем в виде пластинки темно-зеленого цвета.
Маршанция — двудомное растение. На одних экземплярах образуются архегонии, на других — антеридии. Архегонии развиваются на особой подставке, верхушка которой напоминает многолучевую звездочку. Мужская подставка с антеридиями имеет вид плоского диска.
В подклассе Юнгерманниевые (Jungermanniidae) есть как талломные, так и листостебельные растения. Большинство юнгерманниевых имеет лежачие дорзовентральные побеги. Форма листьев растений и их прикрепление к стеблю разнообразны, форма коробочки — от шаровидной до цилиндрической, она обычно раскрывается 4-мя створками.
К классу Листостебельные мхи (Musci) относятся 3 подкласса: Сфагновые, андреевые и бриевые мхи; из них рассмотрим два подкласса: Сфагновые и Бриевые.
Подкласс Сфагновые мхи (Sphagnidae) представлен одним семейством Сфагновые (Sphagnaceae) с единственным родом сфагнум (Sphagnum). В нашей стране встречается 42 вида. Сфагновые мхи широко распространены в умеренных и холодных областях Северного полушария, образуя сплошной покров на болотах и во влажных лесах.
Стебли сфагновых мхов прямостоячие, с пучковидно расположенными олиственными ветвями. На верхушке ветви укорочены и собраны в довольно плотную головку.
Листья однослойные, имеют клетки двух типов — хлорофиллоносные и водоносные (гиалиновые). Хлорофиллоносные клетки узкие, червеобразной формы, в них содержатся хлоропласты. Они расположены между широкими, бесцветными водоносными клетками, лишенными клеточного содержимого. Благодаря множеству водоносных клеток сфагнум может быстро всасывать большое количество воды (почти в 40 раз более своего сухого веса).
В верхней части стеблей образуются антеридии и архегонии. После оплодотворения яйцеклетки из архегония вырастает коробочка.
Подкласс Бриевые, или Зеленые мхи (Bryidae) представлен у вас в стране примерно 2 тысячам видов. Зеленые мхи — это чаще всего многолетние растения высотой от 1 мм до 50 см. Окраска их обычно зеленая. Они имеют широкое распространение и образуют сплошной покров на болотах, в хвойных лесах, на лугах, в горах в тундрах.
Для зеленых мхов характерна хорошо развитая, часто нитчатая, ветвящаяся протонема. По строению вегетативных органов зеленые мхи очень разнообразны.
В качестве примера, отражающего важнейшие признаки растений этого подкласса, рассмотрим мох кукушкин лён обыкновенный (Polytrichum commune), широко распространенный во влажных хвойных лесах и по окраинам болот. Стебель этого мха прямостоячий, неразветвленный, достигает высоты 30-40 см. Он густо покрыт листьями линейно-ланцетной формы.
Кукушкин лён — растение двудомное. На верхушке стеблей одних растений образуются архегонии, на других — антеридии. После оплодотворения из зиготы развивается коробочка, сидящая на ножке. В коробочке созревают споры. Спора, попав на влажную почву, прорастает, давая начало нитчатой протонеме. На протонеме образуются почки, из которых вырастают стебли растений с листьями.
Значение мхов в природе велико. Представители моховидных растут почти повсеместно. Исключение составляют засоленные пустыни, местообитания с подвижным субстратом, неизвестны морские моховидные. Мхи обильны на болотах и в лесах. Они часто доминируют в напочвенном покрове хвойных лесов (ельников, сосняков и др.). Мхи обильны в тундре, высоко в горах. Тундровую зону и влажные высокогорья справедливо называют царством мхов и лишайников.
Свойство моховидных быстро впитывать воду и прочно удерживать ее обуславливает оторфовывание моховой дерновины снизу, слабое ее разложение. Моховой покров может способствовать заболачиванию территорий. Сфагновые мхи обладают антибиотическими свойствами и находят применение в медицине. Участвуя в сложении мохового покрова на верховых болотах, они являются торфообразователями. Сфагновый торф широко используется как топливо и в сельском хозяйстве.
Многие зеленые мхи формируют сплошной ковер на низинных болотах, где образуют залежи низинного торфа, богатого питательными веществами. Низинный торф широко используется в сельском хозяйстве как удобрение. Мхи имеют и отрицательное значение. Произрастая сплошным плотным ковром, они затрудняют аэрацию почвы, вызывая ее закисание. Это неблагоприятно влияет на жизнь многих растений. Роль печёночников в растительном покрове в общем значительно меньше, чем роль сфагновых и зеленых мхов.
Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta)
Плауновидные — одна из наиболее древних групп растений. Первые плауновидные были травянистыми растениями. В каменноугольном периоде появились древовидные виды, но они вымирали, и остатки их образовали залежи каменного угля. Большинство плауновидных к настоящему времени вымерли. Сохранились лишь некоторые виды плаунов и селагинелл.
Все современные представители плауновидных — многолетние травянистые, обычно вечнозеленые растения. Некоторые из них по внешнему виду напоминают зеленые мхи. Листья плауновидных сравнительно мелкие, это типично для данной группы растений. Для плауновидных характерно также дихотомическое (вильчатое) ветвление. На верхушке стеблей многих плауновидных образуются колоски (стробилы), в которых созревают споры.
Среди плауновидных встречаются равноспоровые и разноспоровые растения. У равноспоровых споры морфологически не различаются; при их прорастании образуются обоеполые гаметофиты; у разноспоровых мелкие споры дают начало мужским гаметофитам, несущим антеридии, а крупные — женским, несущим архегонии. В антеридиях образуются дву- или многожгутиковые сперматозоиды, в архегониях — яйцеклетки. После оплодотворения из образовавшейся зиготы вырастает новое поколение — спорофит.
Отдел Плауновидные включает два класса: Плауновые и Полушниковые. Из класса Плауновых рассмотрим порядок Плауновых и из класса Полушниковых — порядок Селагинелловые, представители которых живут в настоящее время.
Порядок Плауновые (Lycopodiales) характеризуется равноспоровостью. Он представлен одним семейством — Плауновые (Lycopodiaceae). В это семейство входит род Плаун (Lycopodium), насчитывающий около 400 видов. В нашей стране встречается 14 видов плаунов.
Многие плауны — небольшие травянистые растения. Листья их сравнительно мелкие. Вдоль листа проходит срединная жилка, состоящая из трахеид и паренхимных клеток.
Рассмотрим один из видов плауна — плаун булавовидный (Lycopodium clavatum). Этот вид имеет широкое распространение, встречается в хвойных (чаще сосновых) лесах на бедных почвах. Плаун — вечнозеленое многолетнее травянистое растение со стелющимся стеблем длиной до 1-3 м. На этом стебле образуются приподнимающиеся надземные побеги высотой до 20 см, заканчивающиеся спороносными колосками. Все побеги густо покрыты маленькими шиловидными листьями. В колосках находятся почковидной формы спорангии, в которых образуется большое количество одинаковых мелких спор желтого цвета.
Споры после созревания опадают на почву. При их прорастании образуется заросток (гаметофит). Заросток плауна многолетний, имеет вид маленького клубенька (2-5 мм в поперечнике) с ризоидами. Он бесцветный, лишен хлорофилла и самостоятельно питаться не может. Его развитие начинается только после проникновения в тело гиф гриба (эндотрофная микориза).
На верхней поверхности заростка, в глубине его ткани образуются антеридии и архегонии. Оплодотворение происходит при наличии воды. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, вырастающий в многолетнее вечнозеленое растение — спорофит.
У плауновых наблюдается ясно выраженная смена поколений. В цикле развития преобладает спорофит. Редукционное деление происходит в спорангии при образовании спор.
Стебли и листья плаунов содержат алкалоиды, которые применяются в медицине. Споры используют в качестве порошка для присыпок, а также для обсыпки пилюль. Для охраны запасов плаунов необходимо при заготовках спор аккуратно отрезать лишь спороносные колоски.
Порядок Селагинелловые (Selaginellales), относящийся к классу Полушниковые, характеризуется разноспоровостью. Он представлен одним семейством Селагинелловые (Selaginellaceae). В роде селагинела (Selaginella) насчитывается почти 700 видов, в основном произрастающих в тропических и субтропических областях. В нашей стране встречается 8 видов этого рода. Селагинеллы очень разнообразны по внешнему виду. Большинство их — небольшие, обычно ползучие травянистые растения. Листья простые, цельные, мелкие, длиной до 5 мм. Бесполое размножение с помощью спор является основным способом размножения селагинелл.
Рассмотрим подробнее Селагинеллу селаговидную (Selaginella selaginoides). Это растение имеет короткие ползучие стебли, покрытые удлиненно-яйцевидными листьями. На верхушке побега образуются спороносные колоски. Основное отличие селагинеллы от плаунов то, что в одном и том же колоске имеются спорангии двух типов. Одни из них более крупные (мегаспорангии) и содержат 4 крупные споры (мегаспоры). Другие спорангии мельче (микроспорангии), в них содержатся многочисленные микроспоры.
Микроспора при прорастании образует сильно редуцированный мужской заросток, на котором развивается один антеридий. Из мегаспоры вырастает женский заросток, на котором развиваются немногочисленные архегонии. Передвижение сперматозоидов происходит в воде после дождя или росы. Из оплодотворенной яйцеклетки со временем вырастает взрослое растение.
Таким образом, у селагинеллы образуются споры двух видов — микроспоры и мегаспоры — и развиваются однополые заростки. Заростки, особенно мужские, сильно редуцированы, что является основным направлением эволюции высших растений. Это хорошо прослеживается в других отделах высших растений. Селагинеллы мало используются человеком.
Отдел Псилотовидные (Psilotophyta)
Отдел Псилотовидные насчитывает 12 видов. Он включает два рода: псилот (Psilotum) и тмезиптерис (Tmesipteris). Представители этих родов распространены вне пределов нашей страны в тропиках и субтропиках. Они просто устроены и напоминают риниофиты. В их строении сохранились чрезвычайно примитивные черты, которые свидетельствуют об их очень древнем происхождении.
Спорофит псилота не имеет корней и листьев. Он состоит из дихотомически ветвящейся надземной части с мелкими чешуевидными выростами и разветвленной системы корневищ с многочисленными ризоидами.
Псилот — растение равноспоровое. Споры образуются в спорангиях, расположенных на концах коротких боковых ветвей. Из споры вырастает подземный гаметофит, на поверхности которого расположены антеридии и архегонии. Сперматозоиды многожгутиковые, и, чтобы достичь яйцеклетки, им необходима вода.
Тмезиптерис сходен с псилотом, отличаясь от него более крупными листовидными придатками.
Отдел Хвощевидные (Equisetophyta)
Для хвощевидных характерно расчленение на четко выраженные междоузлия и узлы с мутовчато расположенными листьями.
В настоящее время хвощевидные представлены на Земле одним классом Хвощёвые (Equisetopsida), включающим один порядок Хвощёвые (Equisetales) и одно семейство Хвощёвые (Equisetales). В этом семействе только один род — Хвощ (Equisetum), включающий около 30 видов, из них 17 встречаются в нашей флоре (на болотах, в лесах, на лугах, на пашнях и др.).
Хвощевидные достигли наибольшего развития в каменноугольном периоде. Тогда многие из них были представлены крупными деревьями. Позже древовидные формы вымерли. Отмершие остатки их дали начало залежам каменного угля. Вымерли также и многие травянистые формы.
Современные хвощи — многолетние корневищные травы, имеющие стебель высотой до нескольких десятков сантиметров. В узлах стебля имеются мутовки ветвей. Мелкие чешуевидные листья срастаются влагалищами в трубку, функцию фотосинтеза выполняют зеленые побеги. Некоторые побеги заканчиваются спороносным колоском (стробилом), состоящим из спорангиев. Современные хвощи — растения равноспоровые.
Половое поколение (гаметофит) у современных хвощей представлено одно- или обоеполыми недолговечными, очень маленькими, зелеными заростками величиной в несколько миллиметров. На них образуются антеридии и архегонии. В антеридиях развиваются многожгутиковые сперматозоиды, а в архегониях — яйцеклетки. Оплодотворение происходит при наличии капельножидкой воды, из зиготы вырастает новое бесполое поколение — спорофит.
Строение хвощей и их жизненный цикл можно рассмотреть на примере хвоща полевого (Equisetum arvense). Это многолетнее корневищное растение, произрастающее на полях, лугах, залежах. От корневища ранней весной появляются розовато-бурые, короткие, прямые побеги, на верхушке которых образуется спороносный колосок. На оси колоска расположены спорофиллы, имеющие вид шестигранных щитков. На спорофиллах располагаются спорангии, внутри которых находятся споры.
Внешне все споры одинаковы. Каждая имеет два придатка в виде узких лент, носящих название элатер. Морфологически споры одинаковы, но отличаются физиологически. Одни из них, прорастая, дают мужские заростки, другие — женские.
Мужской заросток представляет собой маленькую зеленую пластинку, расчлененную на лопасти и прикрепленную ризоидами к почве. На концах лопастей развиваются антеридии, содержащие многожгугиковые сперматозоиды. Женский заросток крупнее, он несет архегонии. Оплодотворение происходит при наличии влаги. Из зиготы развивается многолетний спорофит. Псиной от корневищ хвоща полевого развиваются зеленые вегетативные побеги, лишенные колосков.
Другие виды хвоща имеют только один тип побега. Он одновременно и спороносный, и ассимилирующий. Практическое значение хвощей невелико.
Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta)
Папоротниковидные — древние растения. Значительная часть их к настоящему времени вымерла. В наши дни папоротниковидные намного превосходят по числу видов все другие группы современных споровых сосудистых растений; их известно более 12 тысяч видов. В нашей флоре насчитывается около 100 видов из этой группы.
Представители этого отдела очень разнообразны по внешнему виду, жизненным формам, условиям обитания. Среди них много травянистых многолетних растений, есть и деревья. Тропические древовидные папоротники бывают до 25 м высотой, а диаметр ствола достигает 50 см. Среди травянистых видов есть очень мелкие растения размером в несколько миллиметров.
В отличие от плауновидных и хвощевидных, для папоротниковидных характерна «крупнолистность». «Листья» папоротников имеют стеблевое происхождение и носят название «вайи». Их происхождение подтверждается верхушечным ростом.
Размеры вай папоротников колеблются от нескольких миллиметров до 30 см. Разнообразны их форма и строение. Вайи многих папоротников совмещают функции фотосинтеза и спороношения. У некоторых видов (например, страусника) бывает два типа вай — фотосинтезирующие и спороносные. Пластинки вай довольно часто перистые, нередко многократно рассечённые.
Большинство лесных папоротников умеренных областей имеют мясистые корневища, образующие каждый год новые розетки вай, которые обычно у папоротников по массе и размерам преобладают над стеблем.
Почти все папоротники, за исключением водных,— растения равноспоровые. Спорангии их часто располагаются на нижней поверхности вай и собраны в группы — сорусы. Споры папоротников дают начало свободноживущим обоеполым заросткам (гаметофитам), несущим антеридии и архегонии. Для оплодотворения необходимо наличие капельножидкой воды, в которой могут передвигаться многожгутиковые сперматозоиды.
Из оплодотворенной яйцеклетки развивается спорофит. По мере роста спорофит становится независимым, а гаметофит отмирает.
Отдел Папоротниковидные разделяют на 7 классов. Из них 4 класса представлены исключительно ископаемыми формами, которые по своему облику отличались от типичных папоротников.
Подробнее рассмотрим папоротник щитовник мужской (Dryopteris filix-mas), который по общему плану строения и циклу развития типичен для папоротников. Он образует толстое ползучее корневище, на конце которого ежегодно появляется розетка крупных, дваждыперисторассечённых «листьев». Молодые листья на конце улиткообразно свернуты, они растут верхушкой (как стебель). От корневищ отходят придаточные корни.
На нижней поверхности вай летом образуются округлые сорусы. Внутри спорангия образуются одинаковые споры. Щитовник мужской — типично равноспоровый папоротник. Попав на землю, спора прорастает, и образуется заросток. Он представляет собой сердцевидную зеленую пластинку размером около 1 см. На нижней поверхности заростка образуются архегонии и антеридии. В антеридиях развиваются спирально закрученные многожгутиковые сперматозоиды. Оплодотворение происходит при наличии воды. Из оплодотворенной яйцеклетки постепенно вырастает многолетний крупный спорофит.
Водные папоротники — разноспоровые растения. Это немногочисленная группа. Примером может служить сальвиния плавающая (Salvinia natans), относящаяся к порядку сальвиниевых (Salviniales). Это маленькое плавающее на воде растение.
Мужские и женские гаметофиты развиваются из микро- и мегаспор, которые образуются в микро- и мегаспорангиях. Мужской гаметофит, развивающийся из микроспоры, сильно редуцирован.
Женский гаметофит развивается внутри мегаспоры, он многоклеточный. После оплодотворения развивается многолетний спорофит. Процесс прорастания спор, оплодотворение и развитие спорофита происходят в воде.
Практическое значение папоротников невелико. Молодые листья некоторых травянистых, а также сердцевину древовидных папоротников употребляют в пищу. Некоторые папоротники являются лекарственными растениями.
У папоротниковидных, хвощей и плаунов половое размножение может осуществляться лишь при наличии воды в момент оплодотворения.
Дальнейшая эволюция высших растений пошла по пути обеспечения независимости полового размножения от наличия воды.
Эта возможность реализовалась у семенных растений. Здесь продолжается общее направление эволюционного развития спорофитной линии — прогрессивное развитие спорофита и дальнейшая редукция гаметофита. Наиболее сложного строения спорофит достигает у покрытосеменных растений.
Среди высших растений только два отдела характеризуются наличием семени: голосеменные и покрытосеменные. Семя определило господство семенных растений в современном растительном покрове, поскольку внутри него уже находится зародыш спорофита и оно содержит значительный запас питательных веществ.
Семенные растения являются разноспоровыми. У них образуются микроспоры, дающие начало мужскому гаметофиту, и мегаспоры, дающие начало женскому гаметофиту.
Мегаспоры семенных растений развиваются в особых образованиях — семязачатках (семяпочках), которые представляют собой видоизмененные мегаспорангии. Мегаспора остается постоянно заключенной в мегаспорангии. В мегаспорангии происходят развитие женского гаметофита, процесс оплодотворения и развития зародыша. Все это обеспечивает независимость оплодотворения от капельножидкой воды.
В процессе развития семязачаток превращается в семя. В семени содержится зародыш — молодой, зачаточный, очень маленький спорофит. У него есть корешок, почечка и зародышевые листья (семядоли). Достаточный запас питательных веществ в семе-пи обеспечивает первые стадии развития зародыша. Таким образом, семена обеспечивают более надежное расселение растений, чем споры.
Отдел Голосеменные (Pinophyta, или Gymnospermae)
Голосеменные — это вечнозеленые, реже листопадные деревья или кустарники, редко лианы. Листья голосеменных сильно варьируются по форме, размерам, по морфологическим и анатомическим особенностям. Так, по форме листья бывают чешуевидными, игольчатыми, перистыми, дваждыперистыми и др.
Для голосеменных характерны открытое расположение семяпочек (отсюда название отдела — Голосеменные), размножение посредством семян, дальнейшая редукция гаметофита, наличие архегониев.
Голосеменные относятся к разноспоровым растениям. Микроспоры образуются в микроспорангиях, находящихся на микроспорофиллах, а мегаспоры — в мегаспорангиях, образующихся на мегаспорофиллах. Микро- и мегаспорофиллы, прикрепленные к оси, представляют собой укороченный спороносный побег (стробил, или шишку). Строение стробилов у голосеменных разнообразно.
Отдел Голосеменные включает 6 классов, причем классы Семенные папоротники (Pteridospermae) и Беннеттитовые (Bennettitopsida) полностью вымерли. Ныне живущие голосеменные, насчитывающие около 700 видов, относятся к классам Саговниковых (Cycadopsida), Гнетовых (Gnetopsida), Гинкговых (Ginkgoopsida) и Хвойных (Pinoposida).
Класс Семенные папоротники достиг наибольшего развития в каменноугольный период. Эти растения полностью вымерли в триасовом периоде. Они были представлены деревьями и лианами. Древовидные формы их напоминали современные древовидные папоротники. В отличие от современных папоротников, они размножались посредством семян.
Семенные папоротники имели крупные, преимущественно перистые листья. Ассимилирующие листья резко отличались от спороносных (спорофиллов). Последние были двух типов: микроспорофиллы и мегаспорофиллы.
От семенных папоротников произошли примитивные группы голосеменных растений, которые характеризуются настоящими стробилами, или шишками (беннеттитовые, саговниковые).
Класс Беннеттитовые — полностью вымершие растения. Они были в основном представлены древовидными формами. Многие из них имели стройные высокие стволы, увенчанные наверху крупными перистыми листьями.
У многих беннеттитовых были обоеполые стробилы, напоминающие по строению цветок современных покрытосеменных растений. Микроспорофиллы в большом количестве располагались по периферии стробила, а редуцированные мегаспорофиллы — в центре стробила. Каждый мегаспорофилл имел по одному семязачатку. В семенах беннеттитовых находился зародыш, заполнявший все семя.
По внешнему виду беннеттитовые сходны с саговниковыми, и считается, что эти два класса произошли от семенных папоротников.
Класс Саговниковые — некогда широко распространенная группа растений. В настоящее время этот класс насчитывает около 120 видов из 10 родов, встречающихся в тропических и субтропических районах земного шара. Саговниковые — это древовидные растения, похожие на пальмы. Листья их крупные, жесткие, вечнозеленые. У большинства саговниковых спорофиллы собраны в стробилы (шишки), которые образуются на конце ствола среди листьев. Саговниковые — растения двудомные. Мужские и женские стробилы образуются на разных особях.
Один из типичных представителей класса — Саговник поникающий (Cycas revoluta), широко распространенный в Восточной Азии. Это дерево с колоннообразным стволом высотой до 3 м. Наверху ствола — крона перистых листьев длиной до 2 м. У мужских экземпляров образуются мужские стробилы длиной 50-70 см.
Микроспоры высыпаются из микроспорангиев и переносятся метром на семяпочку, где идет дальнейшее развитие мужского заростка.
Мегаспорофиллы у всех видов рода Саговник располагаются м небольшом числе на верхушке стебля, чередуясь с вегетативными листьями. Мегаспорофиллы перистые, отличаются от вегетативных листьев меньшей величиной, окрашены в желтый или красноватый цвет. В нижней части мегаспорофилла, на его разветвлениях, расположены мегаспорангии (семяпочки). Они крупные, длиной до 5-6 см.
В центре семяпочки находится многоклеточная ткань — эндосперм (видоизмененный женский заросток), в верхней части его образуются два архегония с крупными яйцеклетками. Оплодотворение производят подвижные сперматозоиды, имеющие многочисленные жгутики. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш. Он имеет все части, присущие взрослому растению: первые листья (семядоли) и зачаточный стебель (подсемядольное колено), переходящий в корень.
Таким образом, у саговниковых половое поколение сильно редуцировано. Мужской гаметофит сведен до трех клеток, две из которых представляют собой антеридий. Женский гаметофит — это мелкое образование, находящееся внутри макроспорангия на спорофите. Женский гаметофит потерял способность существовать самостоятельно.
К классу Гнетовые относятся представители трех родов: Эфедра (Ephedra), Вельвичия (Welwitschia) и Гнетум (Gnetum).
Класс характеризуется следующими общими признаками: наличием покровов, похожих на околоцветник, вокруг микроспорофиллов и мегаспорофиллов; дихазиальным ветвлением собраний стробилов; двусемядольными зародышами; наличием сосудов во вторичной ксилеме; отсутствием смоляных ходов.
В роде Эфедра насчитывается 40 видов, произрастающих в засушливых и пустынных областях земного шара. Большинство видов представлено низкими, сильно ветвистыми кустарниками, напоминающими хвощи.
Эфедры — растения двудомные, реже однодомные. На мужских экземплярах образуются микростробилы, на женских — мегастробилы. На верхушке мегастробила находится семязачаток, или семяпочка (мегаспорангий). Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, а из семязачатка — семя, окруженное сочным, окрашенным в красный цвет наружным покровом.
В роде Вельвичия имеется единственный вид — вельвичия удивительная (Welwitschia mirabilis), обитающая в пустынях юго-западной Африки. Она имеет довольно длинный корень, короткий и толстый стебель. В верхней части от стебля отходят два супротивных лентовидных листа длиной до 2-3 м, лежащих на земле и растущих в течение всей жизни. Вельвичия — растение двудомное. Микро- и мегастробилы, образуя сложные ветвистые собрания, возникают непосредственно над основаниями листьев, как бы в их пазухе. Зрелый зародыш окружен эндоспермом и имеет две семядоли, подсемядольное колено, первичный корень и ножку.
Род Гнетум насчитывает около 30 видов. Они произрастают во влажных тропических лесах. Это небольшие деревья, кустарники и лианы. Они имеют широкие кожистые листья, расположенные супротивно. Растения двудомные. Микростробилы серёжковидные сложные. На оси мегастробила, имеющего вид удлиненной серёжки, расположены семяпочки (мегаспорангий). После оплодотворения развивается зародыш, имеющий две семядоли. Семяпочки превращаются в ярко-розовые семена.
Единственным современным представителем класса Гинкговых является древнее реликтовое растение — гинкго двулопастный (Ginrgo biloba). Это листопадное дерево, достигающее высоты более 30 м и имеющее диаметр ствола более 3 м. Листья гинкго черешковые, пластинка вееровидной формы, на верхушке обычно двулопастная. Гинкго — растение двудомное. Микростробилы серёжковидные. Семязачатки (обычно в числе двух) развиваются на мегастробилах. Внутри каждого семязачатка образуются два архегония. Сперматозоиды подвижные. Один из них оплодотворяет яйцеклетку. Из семязачатка образуется семя, которое по своему строению напоминает плод сливы. Наружный слой оболочки, покрывающий семя, сочный, под ним расположены твердая каменистая оболочка и внутренний тонкий слой. Зародыш состоит из корешка, стебелька и двух семядолей.
Класс Хвойные включает два подкласса: Кордаитовые (Cordaitales) и Хвойные (Pinidae). Кордаитовые — давно вымершие растения. Наибольшего развития они достигали в каменноугольный период. Кордаиты были крупными деревьями с моноподиально ветвящимся стеблем и высоко расположенной кроной. Между листьями на ветвях находились репродуктивные органы — сложные серёжковидные собрания стробилов.
Хвойные — наиболее обширный и богатый представителями подкласс среди всех голосеменных. По своему значению в природе и в жизни человека эта группа занимает второе место после цветковых растений. В настоящее время хвойные насчитывают около 610 видов, относящихся к 56 родам и 7 семействам. Они образуют леса на обширных пространствах Северной Евразии и Северной Америки, встречаются в умеренных областях Южного полушария. По своей древности хвойные превосходят все ныне живущие группы семенных растений, они известны с карбона.
Все хвойные — только деревья и кустарники (один из видов — полупаразит). Листья их, как правило, многолетние, игловидные или чешуевидные. У некоторых хвойных они собраны в пучки, у других — одиночные. Большинство хвойных — растения вечнозеленые, но встречаются и листопадные (лиственница).
Анатомическое строение стеблей хвойных довольно однообразно. Древесина на 90-95% состоит из трахеид. В коре и древесине многих видов хвойных содержится много горизонтальных и вертикальных смоляных ходов.
Стробилы хвойных исключительно раздельнополые. Растения бывают однодомные, реже двудомные. По форме и величине стробилы сильно варьируются.
Основные черты жизненного цикла хвойных можно рассмотреть на примере сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Это стройное дерево, достигающее высоты 40 м. На концах ветвей сосны находятся почки, которые ежегодно дают начало новым побегам.
Весной у основания некоторых молодых побегов образуются собрания зеленовато-желтых мужских шишек — стробилов. На оси мужской шишки расположены микроспорофиллы, на нижней поверхности каждого находятся два микроспорангия (пыльцевых мешка). Внутри микроспорангиев после редукционного деления образуются микроспоры. Микроспора начинает прорастать внутри микроспорангия и в конечном счете превращается в пыльцевое зерно, имеющее две клетки: вегетативную и генеративную (из последней развиваются две мужские гаметы — спермии). Пыльцевое зерно (пыльца) покидает микроспорангий (пыльник). Зрелая пыльца сосны имеет две оболочки: наружную — экзину, внутреннюю — интину. Экзина образует два воздушных мешка, способствующих переносу пыльцы ветром.
Мегастробилы называются женскими шишками. Они собраны по 1-3 на концах молодых побегов. Каждая шишка представляет собой ось, от которой во все стороны отходят чешуи двух типов: бесплодные (кроющие) и семенные. На каждой семенной чешуе с внутренней стороны образуется по два семязачатка. В центре семязачатка развивается эндосперм или заросток (женский гаметофит). Он образуется из мегаспоры, и его клетки имеют гаплоидный набор хромосом. В верхней части эндосперма закладываются два архегония с крупными яйцеклетками.
После процесса опыления начинается процесс оплодотворения. Период между опылением и оплодотворением длится около года. Из пыльцевого зерна вырастает длинная пыльцевая трубка, продвигающаяся к архегонию. Два спермия по пыльцевой трубке перемещаются к яйцеклетке. Кончик пыльцевой трубки, достигший яйцеклетки, разрывается и освобождает спермин. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой погибает. В результате оплодотворения образуется диплоидная зигота, а из нее возникает зародыш.
Зрелый зародыш состоит из подвеска, первичного корешка, стебелька и семядолей. Образование подвеска — одна из отличительных особенностей всех хвойных. Параллельно с развитием зародыша происходит превращение покрова (интегумента) семязачатка в кожуру семени. Весь же семязачаток превращается в семя. После созревания семян чешуйки шишек расходятся и семена высыпаются. Зрелое семя имеет прозрачное крылышко.
Подкласс Хвойные включает семь порядков, два из них вымерли. В настоящее время существуют следующие: Араукариевые, Ногоплодниковые, Сосновые, Кипарисовые и Тиссовые. Три последних порядка имеют наибольшее распространение.
Порядок Сосновые (Pinales) представлен одним семейством — Сосновые (Pinaceae). В этом семействе 11 родов и около 260 видов. Наиболее крупные роды — Сосна (Pinus), Ель (Picea), Пихта (Abies) и Лиственница (Larix).
Самым большим в этом семействе является род Сосна, включающий около 100 видов. В нашей стране широко распространена сосна обыкновенная, хвоинки которой собраны в пары. В азиатской части страны довольно широко распространена сосна сибирская (так называемый «сибирский кедр»), у которой хвоинки собраны в пучки по пять. Сосна сибирская дает ценную древесину и съедобные семена — кедровые орешки.
К роду Ель относится около 50 видов, обитающих в Северном полушарии. Это высокие стройные деревья. Для елей характерна пирамидальная форма кроны. Хвоинки четырехгранные, на конце заостренные. В нашей стране наиболее распространены два вида: ель европейская (Picea abies) и ель сибирская (Picea obovata).
Род Пихта насчитывает 40 видов, обитающих в Северном полушарии. Это крупные высокие деревья. Внешне похожи на ель, но их хвоинки плоские, мягкие, с двумя полосками устьиц на нижней стороне. В России широко распространена пихта сибирская (Abies sibirica). Она растет преимущественно в южных районах Западной Сибири и на северо-востоке европейской части страны.
Род Лиственница представлен 15 видами, которые обитают в Северном полушарии. Это крупные прямоствольные деревья, на зиму сбрасывающие свою хвою. Хвоинки лиственниц мягкие, плоские. Они располагаются пучками на укороченных побегах и поодиночке на удлиненных побегах. В нашей стране наиболее распространены лиственница сибирская (Larix sibirica) и лиственница даурская (Larix dahurica).
Порядок Кипарисовые (Cupressales) представлен двумя семействами. Семейство Таксодиевые (Taxodiaceae) в настоящее время включает 10 родов и 14 видов. Современные таксодиевые — крупные деревья, реже кустарники. Среди них следует упомянуть секвойядендрон (Sequojadendron giganteum), или «мамонтово дерево» — одно из самых крупных и долгоживущих растений мира. Интересен также таксодиум двурядный, или «болотный кипарис» (Taxodium distichum). Он произрастает по берегам рек и на болотах юго-востока Северной Америки. У этого дерева горизонтальные корни образуют вертикальные выросты конической или бутылковидной формы — дыхательные корни высотой до 0,5 м.
Семейство Кипарисовые (Cupressaceae) включает 19 родов и около 130 видов, широко распространенных в Южном и Северном полушариях. Кипарисовые — вечнозеленые кустарники и деревья. Листья их чешуевидные или игловидные, мелкие, расположены супротивно или в мутовках по три, редко по четыре.
Довольно много видов содержат роды Кипарис и Можжевельник (соответственно 20 и 55 видов). Виды кипариса — однодомные вечнозеленые деревья с пирамидальной или раскидистой кроной, реже кустарники. В культуре наиболее известен пирамидальный кипарис вечнозеленый. Род Можжевельник представлен небольшими вечнозелеными деревьями или кустарниками, иногда стелющимися. Листья игловидные или чешуевидные. У можжевельников после оплодотворения чешуи мегаспорофиллов становятся мясистыми, срастаются между собой, образуя так называемую «шишкоягоду». Можжевельники широко распространены. Они светолюбивы, засухоустойчивы, морозостойки и нетребовательны к почвенным условиям.
Порядок Тиссовые (Taxales) включает вечнозеленые деревья и кустарники из двух семейств, 6 родов и 26 видов. Наиболее известен род Тисс, он представлен 8 видами. В нашей стране наиболее распространен Тисс ягодный, или обыкновенный (Taxus baccata), имеющий плоские хвоинки. Это дерево имеет твердую и тяжелую древесину, почти не поддающуюся гниению. Семена окружены ярко-красной мясистой кровелькой, что делает их похожими на ягоды. Тисс ягодный — самое теневыносливое дерево из всех хвойных.
www.polnaja-jenciklopedija.ru
Классификация высших растений
Высшие растения - растения, тело которых расчленено на стебель, корень, лист. Имеют закономерное чередование полового и бесполого поколений - гаметофита спорофита.
В отличие от низших у высших растений имеются ткани и органы. У всех высших мужские и женские репродуктивные органы многоклеточные, имеют зародыш. Развивается зародыш (эмбрио) из зиготы и представляет собой диплоидный зачаток, из которого формируется спорофит.
Высшие растения обычно подразделяют на две крупные группы – архегониальные и пестичные. Архегониальные охватывают 7 отделов (около 50 тыс. видов), пестичные – всего один отдел (около 250 тыс. видов).
К высшим относят растения следующих отделов:
· Моховидные (Bryophyta)
· Плауновидные (Lycopodiophyta)
· Хвощевидные (Equsetophyta)
· Папоротниковидные (Polypodiophyta)
· Голосеменные (Gymnospermae или Pinophyta)
· Покрытосеменные или Цветковые (Angiospermae или Magnoliophyta)
Голосеменные - семенные растения, семязачатки которых располагаются открыто на поверхности мегаспорофиллов.
Отдел представлен исключительно древесными обычно вечнозелеными растениями.
Двудольные - цветковые растения:
· с двумя зародышевыми семядолями;
· с листьями простыми или сложными, обычно разделенными на черешок и пластинку;
· с перистым или пальчатым жилкованием листовых пластинок;
· обычно с 4-х или 5-ти членным планом строения цветка.
Полиподиевые или многоножковые, настоящие папоротники - во флоре области "типичные" папоротники с листьями - вайями, имеющими в раннем возрасте характерную форму "улитки".
Гаметофиты класса - мелкие напочвенные зеленые растеньица.
Однодольные - цветковые растения:
· с одной зародышевой семядолею;
· с листьями всегда простыми, обычно не разделенными на черешок и пластинку;
· с жилкованием параллельным или дуговидным;
· с цветками в своей основе обычно 3-членными, редко 4 - или 2-членными.
Офиоглоссовые или ужовниковые - наиболее древняя и примитивная группа современных папоротников.
Папоротниковидные или папоротники - споровые сосудистые растения с крупными листьями, эволюционно произошедшими в результате уплощения целых ветвей (у хвощей и плаунов листья мелкие, образованные как простые выросты стебля).
Плауновидные - споровые сосудистые растения, представленные в современной флоре травянистыми обычно вечнозелеными растениями.
Плауновые - равноспоровые представители отдела Lycopodiophyta.
Спорофиты плауновых являются вечнозелеными обычно ползучими травянистыми растениями, с мелкими чешуевидными листьями, с вильчатым ветвлением побегов, с расположением спорофиллов среди обычных вегетативных листьев или в отдельных стробилах.
Гаметофиты подземные или полуподземные, ведут самостоятельный образ жизни, созревают за 1-15 лет, связаны микоризно с почвенными грибами.
Покрытосеменные или цветковые - семенные растения, мегаспорофиллы которых, срастаясь краями, образуют полость, к внутренней поверхности которой прикреплены cемязачатки. При созревании семян мегаспорофиллы образуют их вместилище, называемое плодом.
Для всех представителей характерен цветок, как специальный орган полового размножения.
Полушниковые, или шильниковые - разноспоровые представители отдела Lycopodiophyta, с сильно редуцированными однополыми гаметофитами, обычно не покидающими оболочку споры.
Класс представлен семейством Selaginellaceae (селагинелловые), виды которого миниатюрны в размерах и внешне напоминают мхи, и семейством Isoetaceae (полушниковые), виды которого являются водными растениями с характерным пучком шиловидных листьев, встречающиеся только в особо чистых олиготрофных водоемах.
Растения семенные - растения, имеющие в качестве единицы размножения и расселения семена, сложные многоклеточные образования, имеющие сформированный зародыш нового организма, определенный запас питательных веществ, защитные покровы.
Семенными являются растения двух отделов сосудистых растений:
· Gymnospermae (Голосеменные)
· Angiospermae (Покрытосеменные).
Растения споровые - растения, имеющие в качестве единицы размножения и расселения споры, одноклеточные образования, способные при прорастании к образованию самостоятельного организма. Споровыми являются растения следующих отделов сосудистых растений:
· Lycopodiophyta (Плауновидные),
· Equisetophyta (Хвощевидные),
· Polypodiophyta (Папоротниковидные или Папоротники).
Род - таксономическая категория или таксон, объединяющая виды растений. В конкретный род, как таксон, входит один или несколько видов.
Семейство - таксономическая категория или таксон, объединяющая роды растений.
Сосудистые растения - высшие растения, имеющие сосуды. К сосудистым относят растения следующих отделов:
· Плауновидные (Lycopodiophyta)
· Хвощевидные (Equsetophyta)
· Папоротниковидные (Polypodiophyta)
· Голосеменные (Gymnospermae или Pinophyta)
· Покрытосеменные или Цветковые (Angiospermae или Magnoliophyta).
Таксон - группа организмов, отнесенных в процессе классификации к определенной таксономической категории (иначе рангу таксона).
В классификации высших растений используются следующие ранги таксонов или таксономических категорий: отдел, класс, порядок, семейство, род и вид.
Хвойные - деревья и кустарники обычно с характерными игольчатыми листьями (хвоeй).
Хвощевидные - споровые сосудистые растения, с характерными членистыми побегами и мутовками бурых редуцированных листьев, утративших хлорофилл.
Имеют специфичные щитковидные спорофиллы, собранные в стробилы на верхушках стеблей. Стебли хвощей - зеленые фотосинтезирующие, часто со значительным содержанием кремния.
Хвощовые - единственный класс современных хвощевидных, повторяющий общие черты отдела.
biofile.ru
Высшие растения [Наземные] — характеристика, особенности, признаки, эволюция, строение, жизненный цикл, классификация, представители, вики — WikiWhat
Строение высших растений
Высшие растения имеют хорошо развитые ткани и органы. Покровные ткани (кожица, пробка, кора) защищают от высыхания и промерзания, обеспечивают газообмен с внешней средой. Механические ткани позволяют стеблю выносить листья как можно выше, чтобы они не затенялись другими растениями. По проводящим тканям (лубу и древесине) осуществляется транспорт воды, солей (восходящий ток) и органических веществ (нисходящий ток).
Наземные части высших растений (побеги) находятся в атмосфере, а подземные (корни) — в почве. Корни имеют приспособления для всасывания из почвы воды и минеральных веществ. Так, выросты клеток покровной ткани корня — корневые волоски — значительно увеличивают поверхность корней. Они всасывают воду благодаря возникающему корневому давлению и испарению воды листьями.
Размножаются высшие растения бесполым и половым путём. При этом способы размножения чередуются. При бесполом размножении образуются споры. Из спор вырастает половое поколение, которое производит половые клетки — гаметы. С участием гамет происходит половое размножение. В результате слияния мужских и женских гамет (оплодотворения) образуется зигота. Она даёт начало бесполому поколению, которое вновь производит споры, и жизненный цикл не прерывается. Для высших растений характерен также такой тип бесполого размножения, как вегетативное, т. е. размножение вегетативными частями тела.
Эволюция высших растений
Наземно-воздушная среда
В конце палеозоя на Земле происходили мощные горообразовательные процессы, площади суши значительно возросли. В результате растения стали осваивать новую среду — наземно-воздушную.
По сравнению с водной в наземно-воздушной среде условия обитания более сложные: часто возникает дефицит воды, резко изменяется температура, плотность воздуха намного ниже плотности воды. Мягкие и хрупкие слоевища водорослей в таких условиях пересыхают и ломаются под собственной тяжестью.
Выход растений на сушу
см. Выход растений на сушу
В процессе эволюции от водорослей произошли первые наземные растения, среди которых естественным отбором сохранялись особи, имевшие наследственные изменения, соответствующие новой среде обитания. Постепенно у растений сформировались ткани и органы. Выход растений на сушу — один из величайших этапов эволюции. Он был подготовлен изменениями в живой и неживой природе: появлением почвы и возникновением озонового экрана, вставшего на пути губительных для всего живого ультрафиолетовых лучей.
Усложнение строения
см. Появление сосудистых растений
Дальнейшая эволюция высших растений в наземных условиях шла по пути дифференциации вегетативных органов (появление корней, листьев, более сложное ветвление стебля), развития покровных и механических тканей, проводящей системы, органов размножения.
Свободно плавающие растения
Некоторые высшие растения вернулись на свою «историческую родину» — в воду. Корни у них выполняют роль якоря, а обмен веществ с окружающей средой осуществляется через всю поверхность тела. Типичный пример — ряска, обитатель мелких водоёмов. Её пластинчатый побег плавает на поверхности воды. Корень имеет длину 2-3 мм, у некоторых видов рясок его вообще нет.
Классификация
Современная классификация высших растений отражает их разнообразие и историю появления на Земле: Материал с сайта http://wikiwhat.ru
Мхи
Мхи — высшие растения, имеют вегетативные органы (стебли, листья), их размножение связано с водой. Бесполое поколение — коробочка со спорами, Половое поколение — побеги мха. Мхи играют средообразующую роль в болотных экосистемах.
Папоротникообразные (Сосудистые споровые)
Папоротникообразные имеют стебли, листья и корни, их размножение связано с водой. Половое поколение — заросток, бесполое — побеги растения.
Голосеменные
Размножение голосеменных не связано с водой. В женских шишках развиваются семязачатки, в мужских — пыльца. Голосеменные — доминирующие виды в хвойных лесах.
Покрытосеменные (Цветковые)
Покрытосеменные имеют цветок и семена, скрытые внутри плода. В результате двойного оплодотворения формируются зародыш и эндосперм. Покрытосеменные определяют современный растительный мир Земли.
Картинки (фото, рисунки)
Нителла (слева) и Элодея (справа)
Представители высших растений
Наземная часть растений
Строение тела высших растений названание
Что характерно для высшиз растений
Сосудистые растения общая характеристика и классификация
Чем различаются условия жизни в водной и наземно-воздушной среде?
Расскажите о происхождении высших растений.
Какие общие черты присущи высшим растениям?
Чем отличается листостебельное тело от слоевища?
Какие признаки характерны для высших растений?
Какими были первые наземные растения?
wikiwhat.ru
Высшие растения — Циклопедия
Высшие растения
Систематика
Научная классификация
| Подцарство | Высшие растения |
Высшие растения, наземные растения или эмбриофиты — известный таксон царства Зеленые растения. В повседневной жизни высшие растения иногда называют просто растениями, в отличие от остальных зеленых растений, известных как зеленые водоросли, которые, однако, составляют один таксон. Высшие растения относят к отделу (типу) Streptophyta и его подгруппе Streptophytina. Они включают деревья, цветковые растения, папоротники, мхи и все другие сухопутные растения. Все они — многоклеточные ядерные организмы со специализированными органами размножения. С несколькими исключениями, высшие растения получают необходимую энергию через фотосинтез (то есть через поглощение света) и синтезируют питательные вещества из углекислоты. Высшие растения возможно отличить от многоклеточных зеленых водорослей, которые тоже используют фотосинтез, тем, что они имеют стерильную ткань в органах размножения. К тому же, высшие растения прежде всего приспособлены для жизни на суше, хотя некоторые виды позже вернулись в водною окружающую среду, отсюда и название наземные растения.
Высшие растения развились из сложных зеленых водорослей в течение палеозойской эры. Их ближайшие современные родственники — харовые водоросли (Charales). Эти растения характеризуются чередованием между гаплоидными и диплоидными поколениями (соответственно гаметофиты и спорофиты). У первых высших растений, однако, спорофиты стали совсем другими по структуре и функции, оставаясь небольшими и зависимыми от родительского организма в течение всей своей короткой жизни. Такие растения неофициально называются «бриофиты» и делятся на три современные группы:
Все упомянутые выше бриофиты относительно малы и обычно ограничены влажными окружающими средами так как они зависят от воды для распространения свои спор. Другие растения, лучше приспособленные к наземным условиям, появились в течение силурийского периода. В течение девонского периода, они стали более разнообразными и распространившись на многие наземные окружающие среды, стали сосудистыми растениями (Tracheophyta). Сосудистые растения имеют сосудистые ткани или трахеиды, транспортирующие воду через тело, и внешний слой или кутикулу, которая сопротивляется высыханию. В большинстве сосудистых растений спорофиты являются доминирующими индивидуумами и развивают листья, стебли и корни, тогда как гаметофиты остаются малыми.
Многие сосудистые растения, однако, все еще размножаются с помощью спор. Они включают такие современные группы:
Другая группа, которая появилась в конце палеозойской эры, размножается с помощью семян — капсул, устойчивых к высушиванию. Эта группа соответственно называется Семенные растения (Spermatophyta). В этих формах гаметофит очень мал, принимает форму одноклеточных пыльцы и яиц, тогда как спорофит начинает свою жизнь в пределах семени. Семена некоторых растений могут выжить в чрезвычайно сухих условиях, в отличие от их более привязанных к воде предшественников. Семенные растения включают такие современные группы:
Первые четыре группы иногда называют голосеменными (ранее их объединяли в один таксон), так как эмбриональный спорофит не окружается оболочкой к опылению. В отличие от них, пыльце покрытосеменных (или цветковых) растений приходится вырастить трубку, чтобы проникнуть сквозь оболочку семени. Покрытосеменные развились из голосеменных в течение юрского периода, а затем быстро распространились в течение мелового. Они — доминирующая группа растений почти во всех наземных биомах сегодня.
Следует отметить, что классификация растений претерпевает значительные изменения. Некоторые авторы ограничивают царство растений только высшими растениями, другие предоставляют им различные имена и ранги. Группы, перечисленные в этой статье часто классифицируют как различные ранги, от отделов в классы.
На микроскопическом уровне клетки высшие растения остаются очень подобными клеткам зеленых водорослей. Они — эукариоты, с клеточной стенкой, составленной из целлюлозы, и пластидами, которые окружены двумя мембранами. Пластиды обычно принимают форму хлоропластов, которые проводят фотосинтез и накапливают питательные вещества в форме крахмала, содержат пигменты хлорофилл a и b, которые в целом дают им яркий зеленый цвет. Высшие растения также в целом имеют увеличенную центральную вакуоль или тонопласт, которая поддерживает клетку и удерживает все растение жестким. Они не имеют жгутиков и центриолей во всех клетках кроме половых.
cyclowiki.org
Характеристика высших растений | Ботаника. Реферат, доклад, сообщение, кратко, презентация, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест
Около полумиллиарда лет назад наступил такой момент в истории Земли, когда растения начали заселять сушу. Выход на сушу положил начало высшим растениям. Учёные предполагают, что произошли высшие растения от каких-то водорослей. По условиям жизни ближе всего к ним стоят зелёные водоросли, однако красные и бурые водоросли имеют более сложное строение, чем зелёные. Отсутствие ископаемых остатков первых наземных растений затрудняет решение вопроса, какая из групп водорослей дала начало высшим растениям.
Самые древние из известных сухопутных растений — псилофиты имели вид небольшого, высотой до 50 см, вильчато разветвленного стебелька без листьев и корней. Позднее в процессе эволюции под влиянием условий наземной среды развились листья и корни, состоящие из тканей.
Жизненный цикл
Полный жизненный цикл высшего растения состоит из гаметофита (период от споры до зиготы) и спорофита (период от зиготы до образования спор).
- У плаунов, хвощей и папоротников эти фазы представляют собой как бы отдельные самостоятельные организмы.
У семенных растений и мхов одно из двух поколений соподчинено другому.
- У мхов гаметофит является самостоятельной фазой жизненного цикла, а спорофит развивается на нём.
- У семенных растений спорофит имеет сложное строение, в большинстве случаев многолетний, а гаметофит же утратил свою самостоятельность, развивается на спорофите и существует непродолжительное время.
Эволюция растений шла по пути редукции гаметофита и постоянного усложнения организации спорофита.
Размножение
Для высших растений характерно наличие многоклеточных органов бесполого (спорангиев) и полового размножения. Мужские органы называются антеридиями, а женские — архегониями. В антеридиях образуются мужские половые клетки (сперматозоиды), в архегониях — женские (яйцеклетки).
Для биологии высших растений характерно правильное чередование поколений, возникшее уже у водорослей: полового (гаметофита) и бесполого (спорофита).
Гаметофит. На гаметофите развиваются органы полового размножения. Он может быть обоеполым, когда на нём развиваются антеридии и архегонии, или однополым, когда мужской гаметофит несёт только антеридии, а женский — архегонии. При слиянии мужской и женской гамет образуется зигота с двойным набором хромосом, из которой у большинства растений развивается зародыш нового растения, а из него — спорофит.
Спорофит. На спорофите образуются спорангии, в которых в результате редукционного деления образуются споры. Каждая спора представляет собой одноклеточное образование с гаплоидным набором хромосом. У многих высших растений образующиеся споры одинаковы и дают начало обоеполому гаплоидному гаметофиту. Но у большинства высших растений образуются спорангии и споры двух типов — микроспорангии с микроспорами и мегаспорангии с мегаспорами. Из каждой микроспоры развивается один мужской гаметофит, а из мегаспоры — один женский.
Классификация (систематика)
Высшие растения делят на три группы: высшие споровые растения (сосудистые споровые, или папоротникообразные), семенные растения и мохообразные (мхи).
Высшие споровые растения
Высшие споровые растения размножаются спорами. Их делят на следующие отделы:
В том числе — вымершие отделы:
- Риниевые (Rhyniophyta)
- Зостерофилловые (Zosterophyllophyta)
- Баринофитовые (Barinophyta) Материал с сайта http://doklad-referat.ru
Риниевые и зостерофилловые полностью вымерли в конце силурийского периода. Это первые из известных нам высших растений. Самые древние псилофиты представляли собой голые, дихотомически ветвящиеся стебельки, на концах которых располагались примитивные спорангии. Функции корней у них выполняли ризоиды.
У видов отдела Зостерофилловые в отличие от риниевых спорангии имели боковое расположение. Это были небольшие дихотомически ветвящиеся растения, внешне похожие на древние плауновидные растения.
Семенные растения
Семенные растения размножаются семенами. В традиционной классификации к ним относятся отделы Голосеменные (Gymnospermae) и Покрытосеменные (Angiospermae или Magnoliophyta). В современной систематике выделены следующие отделы:
На этой странице материал по темам:Конмпект самые старые ростения
Чем высшие растения отличаются от низших?
Назовите отделы высших растений.
doklad-referat.ru
