Главные признаки высших растений

2. Эволюционная оценка основных признаков высших растений.

С эволюционной точки зрения высшие растения представляют собой таксон ранга подцарства, т.е. все высшие растения характеризуются общим происхождением, а следовательно имеют одного общего предка. Кто этот предок? Во-первых, он обитал сначала в водной среде. В частности, у некоторых высших растений половой процесс связан с водой. У мхов, папаротников , хвощей вода необходима для передвижения сперматозоидов, поэтому гаметофит должен находиться во влажной среде. На основании этого предположили, что высшие растения произошли от каких-то водорослей. Предковым считается отдел зеленые водоросли. Близкие в настоящее время из зеленых водорослей к высшим растениям представители Кл. Улотриксовые род Coleochaetae. Они имеют гетеротрихальный таллом, деление клетки – фрагмопластом (как у высших растений), в клетках есть фермент гликолатоксидаза (в пероксисома), который участвует в фотодыхании, монадные стадии представителей этого рода близки по строению сперматозоидам высших растений, а также жизненный цикл и эндоогамный половой процесс. Первые высшие растения известны 415 млн. лет – куксония. Куксония внешне напоминает водоросли, например по характеру ветвления.

С эволюционной точки зрения все признаки высших растений можно разделить на три группы:

А: признаки, унаследованные от водорослей неизменными;

Б: признаки, унаследованные от водорослей, но претерпевшие видоизменения;

В: вновь приобретенные признаки.

3. Причины и основные тенденции в эволюции высших растений.

Основная причина эволюции высших растений – выход растений на сушу. Основные факторы эволюции высших растений – условия атмосферы, перепады температур, влага. Основное направление эволюции — адаптациогенез. Высшие растения приспосабливаются к условиям наземного существования. В наземных условиях растения существуют в двух сферах – почвенной и наземно-воздушной. Здесь наблюдается большая амплитуда колебаний различных факторов, в отличии от водной среды. Единственным условием для выживания здесь является – экологическая пластичность. Наиболее выживаемым и пластичным является диплонт, поэтому у большинства высших растений в жизненном цикле и преобладает спорофит. Кроме того, он продуцирует большое количества спор, что способствует расселению растений.

Одно из направлений эволюции спорофита связано с возрастающим расчленением тела. Когда растения вышли на сушу, они столкнулись с проблемой размножения вида, а большое количество спор гибнет в наземных условиях. В связи с этим нужно было увеличить количество производимых спор, а для этого необходимо много пластических веществ и этот фактор привел к увеличению размера спорофита. При увеличении размера увеличивается фотосинтезирующая поверхность, но объем увеличивается в 3 раза быстрее чем площадь, поэтому растения стремились увеличить площадь при том же самом объеме, что достигалось расчленением тела. Расчленение можно было наблюдать уже у древних высших растений на теломы и мезомы, это простое дихотомичесоке рассечение.

Возникновение таких крупных тел привело к необходимости укрепления тела на поверхности земли и таким образом возникают механические ткани, что связано со способностью клеток к лигнификации и утолщением стели. Лигнин устойчив к химическим воздействиям, впервые он возник у водорослей как продукт отброса, он связывал фенолы и удалялся из организма. Лигнин распространенное вещество у высших растений его количество составляет 60% от массы целлюлозы.

При переходе к наземному образу жизни возник вопрос о водообеспечении растения и сохранения воды, а с другой стороны должен проходить половой процесс который зависел от воды. Это привело к расхождении гаметофита и спорофита по разным средам. Спорофит проходил морфо-физиологический прогресс (возникла проводящая система, покровные и механические ткани) и в этом выражалась адаптация к внешним условиям. А у гаметофита происходит морфо-физиологический регресс, что также является адаптацией к внешним условиям. Он упрощал вегетативное тело, сводил до минимума свои биологические потребности, но обеспечивал половой процесс.

Микориза способствовала более интенсивному использованию минеральных веществ, которые были в почве девонского периода. Мицелий гриба обеспечил минеральное питание растениям, наличие мицелия гриба в подземных органах высших древних растений повышал устойчивость к засыханию, что и способствовало выходу растений на сушу. Подтверждением этой гипотезы: в подземных частях Hormophyton были найден мицелий гриба Pallomyces.

Эволюция высших растений, за исключением мхов и вторично водных форм, шла по пути возрастающему приспособлению к наземному существованию.

Источник

Разнообразие высших растений: происхождение и жизненный цикл, отличия от низших растений

По внешнему виду, по своему строению и биологическим особенностям высшие растения очень разнообразны. К ним, помимо цветковых и голосеменных, относятся также папоротники, хвощи, плауны и мхи. Главным отличием голосеменных от высших споровых растений является семенное размножение. Количество видов достигает 300 тыс., а, по мнению некоторых ботаников, — не менее 500 тысяч.

Общая характеристика

У высших растений выработалось много различных приспособлений и свойств для жизни в разнообразных условиях суши. Наибольшего развития и приспособленности к наземному образу жизни достигли покрытосеменные.

Признаки, характерные для высших растений:

• Дифференцировка на органы и ткани;
• проводящая система, состоящая из ксилемы и флоэмы;
• правильная смена поколений;
• органы полового размножения: антеридии и архегонии;
• для тела растений характерно листостеблевое строение.

Основания для разделения растений на высшие и низшие

Все представители растительного мира в зависимости от строения делятся на 2 группы — низшие и высшие.

Основным критерием, по которому растения относят к высшим, является наличие сложной тканевой структуры. Она представлена проводящими и механическими тканями. Также отличительным признаком является наличие трахей, трахеид и ситовидных трубок, которые быстро доставляют питательные вещества от корня к листьям, соцветиям, стеблям.

Низшие в свою очередь имеют примитивное строение, состоят из одной клетки, есть многоклеточные организмы, тело которых называют талломом. Они лишены корней, стеблей, и листьев.

Отсутствие мышечной и нервной тканей

Высшие растения — это группа живых организмов, занимающих особое место в природе. Представители растительного мира способны к фотосинтезу, они преобразуют энергию солнечного света в органические вещества и кислород. Питание они получают из почвы и окружающей их среды, таким образом, им не нужно перемещаться в поисках пищи. Оплодотворение осуществляется с помощью грызунов, насекомых, ветра, поэтому мышечная и нервная ткань у них не развита. В отличие от животных, которые преодолевают огромные расстояния для добычи пищи, и поиска благоприятных мест размножения и выращивания потомства.

Значение в природе и жизни человека

1. Обогащение кислородом атмосферного воздуха.
2. Неотъемлемое звено пищевых цепочек.
3. Используются в качестве строительного материала, сырья для изготовления бумаги, мебели и д.т.
4. Применение полезных свойств в медицине.
5. Производство натуральных тканей (лен, хлопок).
6. Очищают воздух от пылевых загрязнений.

Жизненный цикл

Для высших растений характерно наличие ясно выраженного чередования двух поколений: полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Спорофит у них постепенно занял доминирующее положение над гаметофитом. Только мохообразные представляют исключение, так как у них большего развития достигает гаметофит, а спорофит, наоборот, значительно редуцирован.

В процессе эволюции половой процесс усложнился, развились многоклеточные половые органы, которые хорошо защищают яйцеклетку от высыхания. Женская гамета — яйцеклетка — неподвижна. Постепенно произошли значительные изменения в строении и физиологии мужских половых клеток.

Подвижные, обладающие жгутиками сперматозоиды превратились у более совершенных типов высших растений (покрытосеменных) в спермии без жгутиков, потерявшие способность к самостоятельному передвижению. И если у более древних наземных представителей (мхов, плаунов, хвощей и папоротников) наблюдается еще зависимость акта оплодотворения от водной среды, то у более организованных типов (большинства голосеменных и всех покрытосеменных) наблюдается уже полная независимость полового размножения от капельно-жидкой воды.

Спорофит — бесполое диплоидное поколение, на котором образуются органы бесполого размножения — спорангии. В них после редукционного деления образуются гаплоидные споры. Из них развивается гаплоидный гаметофит.

Происхождение

Около 400 млн. лет назад появились первые формы растений, приспособленные к жизни на суше. Выход из воды привел к адаптационным изменениям в строении отдельных видов, которым для выживания были необходимы новые структурные элементы.

Так растительный мир покинул пределы водной среды и начал заселять просторы суши. Такими «землепроходцами» были ринофиты, которые росли у берегов водоёмов.

Это переходная форма жизни между низшими растениями (водорослями) и высшими. В строении ринофитов много сходного с водорослями: не прослеживались настоящие стебли, листья, корневая система. Прикреплялись к почве с помощью ризоидов, через которые получали питательные вещества и воду. Ринофиты обладали покровными тканями, которые защищали их от высыхания. Размножались при помощи спор.

Риниофитовые в дальнейшем видоизменялись и дали начало для развития плаунов, хвощей, папоротников, которые уже имели стебли, листья, корни. Это были предки современных споровых растений.

Почему мхи и цветковые относят к высшим споровым?

Мхи — это высшие растения, которые имеют наиболее примитивное строение. Корневая система отсутствует. От водорослей их отличает наличие ризоидов, тело дифференцировано на органы и ткани. Размножаются мхи, как и высшие растения, спорами.

Цветковые представители имеют тело, разделенное на органы. Вегетативные органы — корень с побегом, которые обеспечивают рост и развитие. А также репродуктивные органы – плод, семена, цветок, отвечающие за распространение.

Сходства и различия с водорослями

1. Водоросли не дифференцированы на органы и ткани, часто тело представлено одной клеткой или их скоплением. Высшие растения наделены хорошо развитыми тканями, имеют корни, листья, стебли.
2. У водорослей преобладает бесполое размножение, путём деления исходной материнской клетки. Им свойственно также вегетативное и половое деление. Для высших споровых растений характерно строгое чередование полового и бесполого поколений.
3. Какие органоиды отсутствуют в клетках высших, но характерны для низших видов? Это центриоли, которые присутствуюттакже в животных.

1. Способ питания — обе группы растений фотоавтотрофы.
2. Строение клеток: наличие клеточной стенки, хлорофилла, питательных веществ.
3. Не могут активно передвигаться, в жизненном цикле последовательно чередуются две фазы: гаметофита и спорофита.

Источник

Характерные признаки высших растений.

Высшие растения характеризуются более прогрессивными признаками организации, чем низшие. В первую очередь, это выражается в строении их тела, которое дифференцированно на органы — корень и побег (исключение составляют лишь мхи) . Органы высших растений сложены различными типами тканей.

У высших растений развита проводящая система, появляются трахеи, трахеиды и ситовидные трубки. Кроме этого, большое развитие получили покровные и механические ткани.

Важным отличительным признаком высших растений является наличие правильной смены поколений — гаметофита, который гаплоиден и несет органы полового размножения (антеридии и архегонии) и диплоидного спорофита, на котором формируются спорангии со спорами.

Высшие растения подразделяются на 9 отделов: вымершие — риниофиты, зостерофиллофиты, и ныне здравствующие — моховидные, плауновидные, псилотовидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые).

Признаки высших растений:
-имеют органы и ткани
-существует половое и бесполоее размножение
-формирование гамет

Признаки высших растений:
-имеют органы и ткани
-существует половое и бесполое размножение
-формирование гамет

Высшие растения характеризуются более прогрессивными признаками организации, чем низшие. В первую очередь, это выражается в строении их тела, которое дифференцированно на органы — корень и побег (исключение составляют лишь мхи) . Органы высших растений сложены различными типами тканей.

У высших растений развита проводящая система, появляются трахеи, трахеиды и ситовидные трубки. Кроме этого, большое развитие получили покровные и механические ткани.

Важным отличительным признаком высших растений является наличие правильной смены поколений — гаметофита, который гаплоиден и несет органы полового размножения (антеридии и архегонии) и диплоидного спорофита, на котором формируются спорангии со спорами.

Высшие растения подразделяются на 9 отделов: вымершие — риниофиты, зостерофиллофиты, и ныне здравствующие — моховидные, плауновидные, псилотовидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые).

Источник