Высшие семенные растения
На Земле насчитывают более 350 тыс. видов растений. Условно весь растительный мир можно разделить на две группы: низшие, и высшие, или листостеблевые растения. Такое разделение предложил английский ботаник Р. Броун в 1827 году. До средины ХХ ст. низшими растениями считались бактерии, водоросли, слизневики, грибы и лишайники. Согласно современной систематике бактерии, грибы и грибоподобные организмы выделены в самостоятельные царства, а к низшим растениям относят водоросли. Их вегетативное тело (слоевище, или таллом) не дифференцировано на органы и не имеет сложного строения тканей. У примитивных форм всё тело состоит из одной клетки. У высших растений тело дифференцировано на вегетативные и генеративные органы и имеет тканевое строение. К ним относятся мохообразные, плаунообразные, хвощеобразные, папоротникообразные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые).
К семенным растениям относятся два отдела:
- Голосеменные — размножаются семенами, но плодов не образуют;
- Покрытосеменные, или Цветковые — имеют цветок и семена, закрытые околоплодником (плод).
Семенные растения в ходе эволюции приобрели ряд адаптационных особенностей в развитии, которые позволили им занять господствующее положение в царстве растений:
Появление высших семенных растений — это новый этап в эволюционном развитии растительного мира. Организм расте6ий смог выработать много разнообразных свойств и приспособлений к жизни в разнообразных условиях суши. Покрытосеменные растения достигли наибольшего развития и лучше всего приспособились к наземному образу жизни.
В процессе длительной эволюции у растений сформировались специальные вегетативные органы: корень, изменённые и приспособленные к наземной среде органы размножения. Увеличилась поверхность соприкасания с внешней средой благодаря большему ветвлению надземных и подземных органов. Усложнилось анатомическое строение, формируются ткани. Развивается покровная ткань, защищающая растение от лишнего испарения. В результате необходимости подачи воды и минеральных солей к надземным органам и обратного оттока органических веществ из листьев в другие органы растений сформировалась проводящая ткань. А с увеличением фотосинтезирующих органов (листьев) больше стал объём ассимиляционная ткань. Формируются так же запасающая, механические и другие ткани.
В процессе эволюции половой процесс усложнился, потому образовались многоклеточные половые органы, защищающие яйцеклетку от высыхания.
Семя стало одним из важнейших приобретений в эволюции растений.
Развитие семенных растений в процессе эволюции шло путём всё большей редукции гаметофита.
Отличительные признаки семенных растений
Семенные растения в сравнении со споровыми представляют более высоко организованы, поскольку главным элементом для распространения определённого вида является качественно новое образование — семя.
Главным преимуществом семенных растений перед споровыми, которое возникло в процессе эволюции, — независимость оплодотворения от наличия воды. Благодаря этому семенные растения получили возможность распространяться по земной поверхности и стали господствующей прогрессивной группой растений.
Большим прогрессом стало то, что споры одноклеточные, а семена — многоклеточные и содержат уже сформированный зародыш и запас питательных веществ для его развития.
У семенных растений происходит дальнейшее развитие и ещё большее доминирование в цикле развития спорофита и редукция гаметофита, полностью зависящего от спорофита.
Внешний вид, строение и биологические особенности высших семенных растений очень разнообразны.
Для высших семенных растений характерным есть чёткое чередование в жизненном цикле двух поколений: полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Замечание Спорофит у высших растений постепенно занял доминирующее состояние над гаметофитом.
Подвижные, со жгутиками сперматозооны у более совершенных семенных растений превратились на спермии без жгутиков и потерли способность к самостоятельному движению. И если у более древних наземных споровых растений процесс оплодотворения зависит от воды, то у более высокоорганизованных голо- и покрытосеменных половое размножение уже полностью независимо от её наличия.
Все семенные относятся к разноспоровым растениям, а их крайне редуцированный гаметофит размещён внутри мегаспоры.
Источник
Особенности семенных растений и их эволюционные преимущества
Семя развилось путем усложнения мегаспорангиев разноспоровых папоротникообразных, как у Селягинеллы, у которой микроспоры и мегаспоры прорастают в сильно редуцированные заростки.
У семенных растений, которые всегда являются разноспоровыми, заростки становятся еще более редуцированными. Уже у Селягинеллы иногда отмечается, что прорастание женского заростка, оплодотворение и даже первые стадии развития молодого спорофита происходят внутри спорангия в виде зародыша, снабженного запасной питательной тканью, используемой при его прорастании.
Сильно редуцированный мужской заросток семенных растений сведен к образованию главным образом пыльцевой трубки, которая подводит образующиеся внутри неподвижные мужские гаметы непосредственно к женским гаметам, скрытым внутри мегаспорангия.
Особенности семенных растений и их эволюционные преимущества
Основная особенность семенных растений – размножение при помощи семян.
Появление семени определило господство семенных растений. По сравнению со спорой, семя содержит больше запасов питательных веществ, а зародыш внутри семени надежно защищен плотными покровами.
Семена образуются в гораздо меньших количествах, нежели споры.
Сократив число производимых семян (по сравнению со спорами), семенные растения резко повысили их жизнеспособность за счет обезвоженности тканей и наличия защитных покровов.
Семя оптимально приспособлено к распространению, что обеспечивает широкое распространение и существование в разных жизненных формах (деревья, кустарники, полукустарники и тп)
Семенные растения– это разноспоровые организмы. У них формируются микроспоры, дающие начало мужскому гаметофиту, и мегаспоры, дающие начало женскому гаметофиту.
Существует чередование поколений – полового и бесполого
Гаметофит семенных растений формируется и развивается на спорофите.
Анатомическая эволюция голосеменных, мано- и пикноксильная линии эволюции.
Если стебли имеют толстую сердцевину, о слабо развитую и рыхлую вторичную древесину и толстую кору, то такой тип строения стебля называется маноксильным.
Если кора и сердцевина относительно тонкие, а вторичная древесина относительно сильно развитая и компактная, такое строение стебля называется пикноксильным.
Строение и эволюция мегаспорофиллов и мегаспорангиев голосеменных
Мегаспоры образуются в мегаспорангиях, развивающихся на мегаспорофиллах.
Мегаспорофиллы, в свою очередь собраны в стробилы. Срастаясь краями, образуют полость, к внутренней поверхности которой крепятся семязачатки. При созревании семян мегаспорофиллы образуют их вместилище, называемое плодом.
Внутренняя часть семязачатка – нуцеллус (мегаспорангий). Внутри него обособляется одна клетка, которая делится путем митоза. Из образовавшихся четырех гаплоидных клеток три отмирают, а 1 оставшаяся превращается в мегаспору. Мегаспора прорастает внутри мегаспорангия в женский гаметофит (эндосперм) с двумя архегониями.
Мегаспорангий окружен покровом (интегументом), формирующим пыльцевход (микропиле).
Характеристика отдела Ginkgophyta
Ствол пикноксильного типа: сердцевина слабо развита, далее вторичная древесина, образована трахеидами с окаймлен. порами с сердцевинными лучами. Камбий, кора.
Гинкго — листопадное дерево, аукси-(удлиненные) и брахибласты (укороченные) побеги, двулопастные листья. Двудомное растение. Мужские соцветия располагаются на брахибластах- на длинной оси сережек расп. микроспорофиллы, на них микроспорангии(без возд. мешков). Микроспорангии с внутренним кольцом. Сперматозоиды подвижны. Процесс оплодотворения и развития похож с саговниками. Трехслойный интегумент, опадание зачатков до созревания семян. Семена прорастают без периода покоя. Семена используются в медицине, употребляются в пищу, исп. как декоратив.
Теории происхождения семени
Семя развилось путем усложнения мегаспорангиев разноспоровых папоротникообразных, как у Селягинеллы, у которой микроспоры и мегаспоры прорастают в сильно редуцированные заростки.
У семенных растений, которые всегда являются разноспоровыми, заростки становятся еще более редуцированными. Уже у Селягинеллы иногда отмечается, что прорастание женского заростка, оплодотворение и даже первые стадии развития молодого спорофита происходят внутри спорангия в виде зародыша, снабженного запасной питательной тканью, используемой при его прорастании.
Сильно редуцированный мужской заросток семенных растений сведен к образованию главным образом пыльцевой трубки, которая подводит образующиеся внутри неподвижные мужские гаметы непосредственно к женским гаметам, скрытым внутри мегаспорангия.
Особенности семенных растений и их эволюционные преимущества
Основная особенность семенных растений – размножение при помощи семян.
Появление семени определило господство семенных растений. По сравнению со спорой, семя содержит больше запасов питательных веществ, а зародыш внутри семени надежно защищен плотными покровами.
Семена образуются в гораздо меньших количествах, нежели споры.
Сократив число производимых семян (по сравнению со спорами), семенные растения резко повысили их жизнеспособность за счет обезвоженности тканей и наличия защитных покровов.
Семя оптимально приспособлено к распространению, что обеспечивает широкое распространение и существование в разных жизненных формах (деревья, кустарники, полукустарники и тп)
Семенные растения– это разноспоровые организмы. У них формируются микроспоры, дающие начало мужскому гаметофиту, и мегаспоры, дающие начало женскому гаметофиту.
Существует чередование поколений – полового и бесполого
Гаметофит семенных растений формируется и развивается на спорофите.
Источник
В чём преимущество семенных растений перед споровыми?
Во-первых, у семенных растений в отличие от споровых отсутствует потребность в воде во внешней среде для оплодотворения. Таким образам семенные растения могут успешно произрастать и размножаться даже в сухих и далеких от воды местах, чего не могут делать споровые. Зародыш в семени защищен твердой семенной оболочкой, под которой вокруг него может находиться большой запас питательных веществ, зародыш в споре не имеет защиты и почти не имеет запаса питательных веществ в виду чего очень зависим от того места куда попадет спора. Ну и еще в качестве преимущества семенных растений можно выделить диплоидный набор хромосом, что делает их более выносливыми, мощными и так далее по сравнению с гаплоидными споровыми растениями, опять же фотосинтез и обмен веществ быстрее протекают.
Семенные растения — это тип растений, которые производят семена. Преимущества семенных растений перед споровыми заключаются в следующем:
1) Семенные растения имеют более высокую выживаемость, чем споровые растения, потому что они могут расти из семян, а не только из спор.
2) Они также могут размножаться и распространяться быстрее, чем споровые растения.
3) Растения, производящие семена, дают больше пищи животным и людям, потому что они могут расти быстрее, давая больше энергии экосистеме.
4) Они обеспечивают лучшую защиту от изменений окружающей среды, чем растения, производящие споры, потому что у них есть корни, которые могут углубляться в землю в поисках воды, в то время как споры полагаются только на площадь поверхности для доступа к воде.
5) Споры нуждаются в ветре или животных, чтобы переносить их, но производство семян создает гораздо меньше работы для этих носителей, поэтому большинство видов растений, производящих семена, очень успешны.
Источник