Морфологические особенности высших растений

71. Высшие растения, общая характеристика и морфология.

К высшим относятся все наземные листостебельные растения, размножающиеся спорами или семенами. Современный растительный покров Земли состоит из высших растений, общая биологическая черта которых — автотрофное питание. В процессе длительной приспособительной эволюции автотрофных растений в воздушноназемной среде обитания выработалась общая структура высших растений, выражающаяся в их морфо­логической расчлененности на листостебельный побег и корневую систему и в сложном анатомическом строении их органов. У высших растений, приспособившиеся к жиз­ни на суше, возникают специальные органы поглощения минераль­ных растворов из субстрата —ризоиды (у гаметофита) или корневые волоски (у спорофита). Ассимиляция углекислого газа из воздуха осуществляется листьями, состоящими главным образом из хлорофиллоносных клеток. Из проводящей ткани, связывающей два важнейших концевых аппарата — корневой волосок и зеле­ную клетку листа,—и из опорной ткани, обеспечивающей устойчи­вое положение растения в почве и в воздухе, сформировалась протостела первичного стебля и корня. Стебель своим ветвлением и листорасположением обеспечивает наилучшее размещение листьев в пространстве, чем достигается наиболее полное использование световой энергии, а ветвлением корня — эффект размещения огромной всасывающей поверхности корневых волосков в сравни­тельно малом объеме почвы. Первичные высшие растения унаследовали от своих предков-водорослей высшую форму полового процесса — оогамию и двух­фазный цикл развития, характеризующийся чередованием двух взаимозависимых поколений: гаметофита, несущего половые органы с гаметами, и спорофита, несущего спорангии со спорами. Из зиготы развивается только спорофит, а из споры гаметофит. На ранних этапах появились два направления эволюции высших растений: 1) гаметофиту принадлежит преобладающая роль в жизни организма, 2) преобладающим «взрослым» растением является спорофит. Современные высшие растения делят на следующие типы: 1)Мохообразные, 2) Папоротникообразные, 3) Голосеменные, 4)Покрытосеменные, или Цветковые.

72. Сфагновые мхи (Sphagnidae), характеристика, особенности строения, распространения и экологическая роль.

Порядок сфагновые мхи включает всего одно семейство, с одним родом сфагнум. Сфагновые мхи поселяются на бедных известью сырых почвах, где образуют сплошные ковры. Сфагновый покров в лесах и на лугах приводит к быстрому их заболачиванию. Сфагнумы являются главными

торфообразователями. От зеленых мхов они отличаются наличием в теле системы особых водозапасающих (гиалиновых) клеток; ксилемных тяжей нет; спорогоний более простого строения, без перистома; прото­нема пластинчатая. Строение тела и спорогоний сфагнума. Сфагнум имеет тонкий главный стебель, несущий боковые вет­ви. На верхушке стебля веточки короткие и скучены в го­ловку. Далее по стеблю располагаются пучками (по 2—5) удли­ненные, горизонтально отстоящие веточки, а еще ниже — тонкие и наиболее длинные, свисающие вниз ветви, которые плотно прилегают к стеблю, что способствует передвижению воды вдоль не­го. Веточки и главный стебель покрыты мелкими листочками раз­личной формы и величины. Ризоидов у взрослых растений торфя­ных мхов нет. Нижняя часть стебля, которой сфагнум погружен в субстрат, ежегодно отмирает, а верхняя часть нарастает за счет одной из верхушечных ветвей. Сфагновые мхи обладают очень высокой гигроскопичностью. Они могут поглощать и удерживать в себе количество воды, пре­вышающее массу самого растения в 30—37 раз. Это объясняется наличием в теле системы особых водоносных клеток. Снаружи стебель покрыт несколькими рядами крупных мертвых водоносных (гиалиновых) клеток с отверстиями — перфорациями и спиральными утолщениями стенок. Они составляют многослойный эпидермис. Глубже располагается не­сколько рядов более мелких клеток с одревесневшими стенками — древесинный цилиндр. В центре стебля находится паренхимная «сердцевина». Листья сфагнума однослойные, состоят из клеток двух видов: хлорофиллоносных и водоносных. Первые узкие, зеленые, богатые хлорофилловыми зернами, располагаются сетью, в ячеях ко­торой лежат крупные бесцветные водоносные клетки, по строению сходные с теми, что покрывают снаружи стебель. На верхушечных веточках одного и того же или разных рас­тений образуются половые органы. Архегонии возникают группой на самой вершине, а антеридии — на оси ветви, чередуясь с ли­стьями. Антеридиальные ветви более толстые, чем вегетативные, и покрыты черепитчато расположенными листочками. Спорогоний торфяного мха, образующийся после оплодотворе­ния, состоит из шаровидной коробочки и очень короткой ножки, которой он внедряется в верхушку несущего его стебелька. К мо­менту созревания спор верхушка стебля удлиняется и образует ложную ножку спорогония. Стенки коробочки многослойные. Свер­ху коробочка прикрыта округлой крышечкой. Со дна коробочки поднимается короткая колонка, на нее налегает куполообразный спорангий, в котором из клеток археспория возникают споры. Перистома нет. При созревании спор крышечка сбрасывается и споры высыпаются наружу; из споры развивается однослойная пластинчатая протонема с ризоидами, которые в дальнейшем ис­чезают. На протонеме закладываются почки, а из них образуются побеги сфагнума.

Источник

Характеристика царства растений: морфологические признаки, особенности растительных тканей и вегетативных органов, жизненные формы растений

Непосредственно царство Растения включает в себя 3 подцарства:

1. Багрняки или Rhodo-bionta.
2. Настоящие водоросли или Phycobionta.
3. Высшие растения или Embryo-bionta.

Царству Растения характерен общий для всех представителей тип питания — автотрофный, которые осуществляется за счет фотосинтеза. Гетеротрофный способ также встречается, но этот признак является для растений вторичным. В растительных клетках присутствует целлюлозная клеточная оболочка, а запасной продукт — крахмал.

Багрянки или красные водоросли

Большинство представителей этого подцарства — многоклеточные, однако есть среди них и одноклеточные. Слоевище багрянок представлено простыми или ветвящимися нитями, кустиками, пластинками.

В хроматофорах находятся фотосинтезирующие пигменты. Среди них — хлорофилл A и B, каротин, ксантофилл, а также два специфических пигмента: красный фикоэритрин и синий фикоцианин.

В клетках багрянок присутствуют органеллы, вакуоли и одно или несколько ядер. Что касается размножения, то оно бывает как половым, так и бесполым. В первом случае речь идет об оогамии, а бесполое размножение происходит при помощи спор.

Багрянки — морские водоросли, но отдельные их виды встречаются в пресной воде.

Настоящие водоросли

Отличительная черта настоящих водорослей — отсутствие эпидермиса, устьиц и проводящей системы. Органы полового размножения и спороношения либо вообще не развиваются, либо являются одноклеточными.

Высшие растения

Самая приспособленная к внешним условиям группа растений. Это подцарство имеет системы тканей, которые образовались в результате произошедшей глубокой внутренней специализации внутри организма. В это же время произошла и морфологическая дифференциация тела с образованием вегетативных органов: побега и корня. Исключение — мхи, у которых нет корней.

Половые органы представлены антеридиями и архегониями. Они многоклеточные за исключением цветочных растений, у которых половых органов нет. В высокоразвитых высших растениях органом размножения являются семена — так произошло с покрытосеменными и голосеменными растениями.

Репродуктивным (генеративным) органом покрытосеменных растений является цветок.

Тело высших растений — комплекс из отдельных органов, отличающихся тканевой организацией и морфологическим строением.

Есть вегетативные и генеративные органы:

• вегетативные органы отвечают за основные метаболические функции и обеспечивают жизнедеятельность растений. Такими вегетативными органами являются корни и побеги (побеги состоят из стебля и листьев);
• генеративные органы связаны с половым размножением. К таким органам относятся, к примеру, шишки и цветки.

Растительные ткани

Растительные и животные ткани образуются группами клеток, которые отличаются близостью происхождения и строения. Эти клетки также объединены общими функциями, но при это имеют и некоторые специфические особенности.

Клетки растений, кроме плазматической мембраны, окружает жесткая целлюлозная оболочка.

Клеточная оболочка состоит не только из целлюлозы (клетчатки), но также и прочих полисахаридов, таких как пектины, гемицеллюлоза, лигнин. Такой набор обеспечивает высокую прочность тканей растений.

От процента содержания в органе растения лигнина зависит степень его одервенения.

Клеточная стенка не дает клеткам объединиться в одно целое — ткань. Специальные приспособления — плазмодесмы — обеспечивают взаимосвязь клеток в растительных тканях.

Вегетативные органы растений

Вегетативные органы формируют части растения, находящиеся над и под землей. Они устроены морфологически и анатомически таким образом, что без проблем выполняют свои функции.

Корень — вегетативный осевой орган растения, который отличается неограниченным ростом.

В большинстве случаев корень растет в почве под землей и в совокупности с другими корнями растения образует корневую систему.

Существует 3 варианта корневой системы:

1. Основная. В ней различается ярко выраженный главный корень, который в почве располагается вертикально.
2. Мочковатую. В этой системе выделяется множество практически одинаковых дополнительных корней. Они растут в виде пучка от основания стебля.
3. Смешанная. У таких растений разные виды корней.

Побег — комплексный осевой вегетативный орган, который включает стебель с листьями и почками.

Стебель является осевой частью побега и выполняет несколько функций:

• связывает все части растения;
• увеличивает поверхность за счет ветвления;
• размещает листья и почки;
• осуществляет транспортировку воды, в которой присутствуют растворимые минералы и органические вещества;
• осуществляет вегетативное размножение;
• осуществляет фотосинтез (так происходит у травянистых);
• запасает питательные вещества.

Элементы побега развиваются из почки. Почка бывает вегетативной и генеративной. В зависимости от расположения, почки бывают верхушечными и боковыми.

Конус нарастания или точка роста — часть растения, состоящая из апикальной меристемы: благодаря ей стебель растет.

Конус нарастания — важная и активная часть растения.

Жизненные формы растений

Жизненная форма растения определяется степенью одервенения стебля, морфологическими и анатомическими признаками.

• деревянистые растения. Это кусты и деревья;
• полудревесные растения. Это полукустики и полукусты;
• травянистые растения.

Каждая из этих групп занимает определенный ярус в лесных экосистемах, выполняет определенные экологические функции, обладает рядом признаков.

Деревья относятся к деревянистым растениям. Они одноствольные и разветвляются высоко над землей. Деревья отличаются высокой продолжительностью жизни: от несколько лет до сотен лет.

В отличие от деревьев, кусты являются многоствольными растениями, и разветвляются они у основания. Кустики характеризуются отмиранием главной оси и замещением ее боковыми.

Кусты являются частью подлеска, а кустики — напочвенного покрытия. Высота кустов варьируется от 1 до 6 метров, а кустиков — до 50 см. Живут обе формы растений от 10 до 25 лет.

Стебель травянистых растений не склонен к одревесневению.

Травы составляют весьма многообразную группу и являются основным элементом живого напочвенного покрытия. Такие фитоценозы как луга и степи отличаются наибольшим видовым разнообразие травянистых растений. Есть однолетние, двухлетние и многолетние формы.

После цветения и плодоношения почти все многолетние травы лишаются надземных побегов, а на подземных происходит формирование зимующих почек.

Источник