Основные признаки высших растений

Лекция №5. Высшие растения Основные признаки высших растений • Морфологические и физиологические различия между частями растения: на смену таллому формируется тело, расчлененное на органы: корень и побег. • Сложное внутреннее строение - тканевое: - покровные (защищающие от чрезмерной потери воды, колебаний температуры и т.д.); - проводящие (для быстрого передвижения растворов минеральных и органических веществ между разделенными в пространстве органами - корнями и листьями; - механические (обеспечивающие поддержание тела в неплотной воздушной среде). • Многоклеточные органы размножения вместо одноклеточных: - архегонии и антеридии защищают гаметы, а спорангии - споры; - зигота развивается в многоклеточный зародыш. Преобладание в жизненном цикле спорофита и редукция гаметофита. Основные признаки высших споровых • Процессы спорогенеза и гаметогенеза разобщены во времени и пространстве. Спорофиты, образующие споры, и гаметофиты, продуцирующие гаметы, являются самостоятельными организмами, ведущими раздельное существование. • Размножение - с помощью спор. - Споры лишены жгутиков и распространяются пассивно (ветром, водой, животными). - Растения, у которых все споры одинаковые - равноспоровые, у которых разной величины (микроспоры и макроспоры) - разноспоровые. - Из спор вырастает гаметофит с архегониями (яйцеклетка) и антеридиями (сперматозоиды). • Оплодотворение происходит при наличии воды. В результате слияния гамет в зиготе восстанавливается диплоидность. Из зиготы формируется многоклеточный зародыш, развивающийся в новый спорофит. Отдел Моховидные - Низкорослые многолетние растения размером от 1 мм до 50 см. - Тело у одних состоит из слоевища, у других - расчленено на стебель и листья. - Настоящие корни отсутствуют. Всасывание воды и прикрепление к субстрату осуществляют одноклеточные выросты эпидермы - ризоиды. - Встречаются разноспоровые и равноспоровые. Печеночные мхи Гаметофит - уплощенное образование, большинство видов имеют «стебель» с расположенными рядами вдоль него листьями. Ризоиды одноклеточные. При рассеивании спор коробочка раскрывается на четыре створки; рассеиванию помогают специальные пружинки - элатеры. Маршанция многообразная - напочвенное талломное растение в виде дихотомически ветвящейся многослойной пластинки размером до 10 см, плотно прилегающей к субстрату. Класс Антоцеротовые Распространены в тропических и умеренно теплых областях. В нашей стране - только 2 вида. Талломы - пластинчатые, в форме розеток. Спорофит состоит из гаустории и длинной узкой коробочки, в форме изогнутого рожка. Коробочка вскрывается на своей верхней части двумя створками, через которые высеиваются зрелые споры, в то время как ниже находятся споры незрелые. Андреевые (Черные) мхи - Мелкие, хрупкие и жёсткие, образуют подушечки на скалах и камнях. - Стебли многолетние, прямостоячие, с симподиальным ветвлением, несут несколько параллельных рядов листьев разнообразной формы. - Ризоиды многоклеточные, двух типов: * пластинчатые, стелющиеся по поверхности камней, * цилиндрические, внедряющиеся в субстрат. - Однодомные или двудомные. - Спорогон одиночный, верхушечный, не имеет ножки и состоит только из коробочки и стопы. - Коробочка без крышечки, растрескивается 4-8 продольными щелями. Сфагновые (Белые) мхи Обильно представлены на верховых болотах, где господствуют над всеми остальными видами растений. Ризоиды имеются только на ранних стадиях развития. Листья однослойные из двух типов клеток - крупные мертвые водоносные и живые фотосинтезирующие. Созревание половых органов осенью, половой процесс - осенью или весной следующего года. Есть однодомные и двудомные растения. Спорогон - коробочка со спорами на ножке. Бриевые (Зеленые) мхи Широко распространены в сырых лесах, образуя сплошной зеленый ковер. В листе есть средняя жилка, листовая пластинка одно- или многослойная. В стебле хорошо развиты эпидерма, кора и центральный осевой цилиндр. Спорогон сложно устроен, состоит из коробочки, ножки, гаустории. Протонема нитчатая, длиной до 1 м, живет от нескольких дней до нескольких лет. Гаметофиты однолетние или многолетние от 1 мм до 50-60 см. Отдел плауновидные Многолетние травянистые, вечнозеленые растения с дихотомическим ветвлением побегов, мелкими сидячими простыми листьями и придаточными корнями. Спорофиллы плаунов Спорофиллы (листочки, несущие спорангии) могут быть похожи на обычные зеленые листья (род Баранец) или отличаться от них и быть собранными в спороносный колосок (род Плаун). Класс Плауновые (равноспоровые) - Род Плаун - Род Баранец Класс Полушниковые (разноспоровые) - Род Селагинелловые - Род Полушниковые Род Плаун (Lycopodium) Вечнозеленые, ползучие, стелющиеся, реже прямостоячие растения. Листья мелкие, линейно-шиловидные. Спорангии собраны в верхушечные стробилы (колоски). Проводящая система - трахеиды (ксилема) и ситовидные трубки (флоэма). Род Баранец Нет спороносных стробилов. - Заростки: * подземные, растущие на глубине 5-8 см (сапротрофы, обязательно микориза, созревают 6-15 лет); * надземные, фотосинтезирующие; * переходные полуподземные формы - Антеридии созревают раньше архегониев. - Оплодотворение перекрестное Род Полушник или Шильник Погружено-водные многолетние травы с коротким вертикальным утолщенным стеблем и розеткой линейношиловидных цилиндрических листьев. Основание стебля образует утолщение (ризодор), на котором формируются корни. Есть стерильные и фертильные листья (со спорангиями в нижней части). 2 типа спорангиев (микро- и мегаспорангии) в одних и тех же стробилах. Род Селагинелла, или Плаунок - Многолетние мелкие травы, напочвенные, реже эпифитные, растут в затененных местах. - Спороносные колоски на верхушках боковых веточек. - В колосках - круглые макроспорагнии и овальные микроспорангии (разноспоровость). - Применяются в современном фитодизайне. Отдел хвощевидные Многолетние корневищные травы с мутовками бурых редуцированных листьев, утративших хлорофилл. Функцию фотосинтеза выполняют побеги. Высота надземных побегов не превышает 1 м. Подземные побеги (корневища) растут от основания почки или бокового побега в междоузлии. Могут размножаться частями корневища. Отдел папоротниковидные Современные папоротники встречаются на всех континентах. Освоили широкий спектр экологических условий - от пустынь, болот и рисовых полей, соленых озер до тропических лесов. Максимальное разнообразие видов и жизненных форм характерно для влажных тропических лесов. Листья (вайи) имеют побеговое происхождение, сохраняют верхушечный рост; в молодом виде улитковидно скручены. Вайи у одних видов совмещают функции фотосинтеза и спороношения (орляк, щитовник), у других есть два типа листьев: фотосинтезирующие и спороносные (страусник). Наземные папоротники - равноспоровые, водные -разноспоровые растения. Споры образуются в многочисленных спорангиях, на нижней стороне вайи - в сорусах. Из спор образуются маленькие зеленые гаметофиты. Класс Ужовниковые - Род Ужовник (повсеместно) - Род Гроздовник (повсеместно) - Род Гельминтостахис (в тропиках Восточного полушария) Класс Мараттиевые - растения только тропической зоны и оранжереи Класс Полиподиевые - Подкласс Полиподииды (повсеместно, лесные и наскальные виды) • Подкласс Марсилеевые (повсеместно, водные) • Подкласс Сальвиниевые (в тропических и в умеренных областях земного шара, водные) Класс Ужовниковые Три рода - Ужовник, Гроздовник и Гельминтостахис. Часть листа выполняет фотосинтетическую функцию, часть -спороносную. Молодые листья не свернуты в «улитку». Возраст отдельных растений достигает 100 и более лет. Гаметофит обоеполый, питается сапротрофно, имеет микоризу. Формируется 10-20 лет. Спорофит сначала живет за счет гаметофита. Первый лист через несколько лет. Образуют 1 лист в год. Класс Мараттиевые Известно 7 современных родов с клубневидно утолщенными стеблями. Листья до 6 м в длину, черешок 10 см в диаметре. Спорагнии срастаются в синангии по 100 и более штук. Гаметофиты зеленые, наземные, обоеполые, живут несколько лет, не отмирают после развития спорофита. Класс Полиподиевые Подразделяются на 3 подкласса: - Полиподииды - Марсилеевые - Сальвиниевые Подкласс Полиподииды Равноспоровые папоротники. Две экологические группы - лесные и наскальные, теневыносливы (особенно наскальные). Крупные роды Щитовник и Кочедыжник. Характерно подземное корневище, крупные вайи с сорусами. Есть виды с двумя типами листьев - фертильными и стерильными (Страусник). Наибольший ареал имеет папоротник-орляк. Подкласс Марсилеевые Разноспоровые водные и прибрежноводные растения. Характерно длинное ползучее корневище. Вайи с 4 листочками. Споры развиваются в микро- и мегаспорангиях, заключенных в спорокарпии. Спорокарпии богаты крахмалом и используются в пищу. Подкласс Сальвиниевые Мелкие плавающие разноспоровые папоротники, характерные для тропиков. В умеренных широтах встречается Сальвиния плавающая. Корневища лишены корней. Мутовчатое расположение листьев: пара зеленых плоских плавающие, а третий - погруженный, рассеченный, выполняющий корневые функции и образующий микро- и мегаспорангии. Декоративные. В массовых количествах мешают хозяйственной деятельности. Основные признаки семенных растений Спорофит - доминирующее поколение; гаметофит крайне редуцирован Спорофит разноспоровый: - из микроспоры - пыльцевое зерно - мужской гаметофит, - из мегаспоры - зародышевый мешок - женский гаметофит Зародышевый мешок целиком закрыт в семязачатке (мегаспорангии); оплодотворенный семязачаток – семя. Сложные по строению стеблях и листьях проводящие ткани имеются в корнях, стеблях и листах. Основные признаки голосеменных растений • Жизненные формы: - вечнозеленые, реже листопадные деревья или кустарники, редко - лианы. • Листья - чешуевидные, игловидные, перистые, разного размера. • Особенности размножения: - обычно образуют шишки, на которых развиваются спорангии, споры и семена; - для женского гаметофита характерно наличие архегониев; - семена лежат на поверхности семенных чешуй шишек; - не образуют плодов, поскольку не имеют завязи. Классы голосеменных - Семенные папоротники - Беннетитовые - Кордаитовые - Саговниковые - Гнетовые - Гинкговые - Хвойные Класс Двудольные • Жизненная форма Древесные или травянистые растения, возникшие из древесных • Корень Корневая система стержневая • Стебель Имеется камбий. У древесных форм стела стебля в виде цилиндра, кора и сердцевина хорошо дифференцированы. У травянистых форм эустела с открытыми (с камбием) проводящими пучками. Класс Однодольные • Жизненная форма Травы или вторично древовидные формы, возникшие на основе удлинения срока жизни • Корень Корневая система мочковатая • Стебель Камбий отсутствует. Проводящая система - атактостела в виде отдельных диффузно расположенных закрытых пучков. У вторично древовидных форм ясно выраженной коры и сердцевины нет