Происхождение высших растений
Высшие споровые растения были первыми сосудистыми растениями, заселившими сушу, произошло это в конце силурийского периода около 415-430 млн. лет назад.
Версии происхождения споровых растений:
- От водорослей (скорее всего, зеленых) произошли риниофиты, которые дали начало всем прочим наземным растениям
- Независимое происхождение от водорослей риниофитов и моховидных
Семенные растения произошли от высших споровых растений
Приспособления растения для обитания в воздушной среде:
- Возрастание различия спорофита и гаметофита
- Появление многоклеточных половых органов, защищенных слоем стерильных клеток
- Развитие у спорофита тканей и органов
- Усиление механической устойчивости стебля вследствие утолщения клеточной стенки и пропитывания ее лигнином
Особенности строения органов размножения
В жизненном цикле высших растений наблюдается закономерное чередование полового и беспалого поколений. Это значит, что в ходе жизненного цикла (т. е. цикла от зиготы одного поколения до зигот следующего поколения) один тип организмов сменяется другим.
Гаметы формируются в многоклеточных органах полового размножения — антеридиях и архегониях.
Антеридии — небольшие овальные тельца, внешняя стенка которых образована одним, реже — несколькими слоями стерильных клеток. В антеридиях формируются подвижные мужские гаметы — сперматозоиды, которые выходят из созревшего антеридия наружу
Архегонии — небольшие колбообразные тельца, состоящие из нижней расширенной части, называемой брюшком, и верхней удлиненной — шейки. Снаружи архегоний окружают бесплодные клетки, защищающие их от высыхания. В брюшке находится неподвижная женская гамета — яйцеклетка. Над яйцеклеткой располагается брюшная канальцевая клетка, а внутри шейки — ряд шейковыхканальцевых клеток.
Вопрос 87. Отдел Моховидные. Общая характеристика отдела. Классификация. Роль моховидных в природе и использование их человеком.
Царство: Растения (Plantae)
Подцарство: Высшие растения (Embryophyta или Embryobionta
Отдел: Моховидные (Bryophyta)
Класс Печеночники, или Печеночные мхи – Marchantiopsida, или Hepaticopsida
ПодклассМаршанциевые – Marchantiidae
ПодклассЮнгерманиевые – Jungermaniidae
Класс Листостебельные мхи – Musci, или Bryopsida
Подкласс Сфагновые мхи – Sphagnidae
Подкласс Настоящие мхи – Bryidae
Моховидные (Bryophyta) — единственная в растительного мира линия эволюции, связанная с регрессивным развитием спорофита.
- Представляют собой низкорослые многоклеточные растения
- Тело представлено слоевищем или расчленено на стебель и листья
- Однодомные или двудомные растения
- В цикле развития доминирует ГАМЕТОФИТ
- Бесполое поколение представлено спорогоном— небольшой коробочкой со спорами и ножкой
- Толстый слой мха способен сохранять и задерживать в себе радиоактивные вещества
- Благодаря своей способности впитывать и удерживать большой объем влаги моховидные растения учувствуют в регулировке водного баланса различных ландшафтов.
- мхи активно поглощают углекислый газ и выделяют кислород, выступая неотъемлемым участником восстановления земной биосферы.
- являются объектом пищи для животных
- Мохообразные играют важную роль в сохранении экологического равновесия в зонах вечной мерзлоты. В тундре и тайге благодаря плотному покрову мхов и образованию торфа льдистые грунты защищены от прямого ультрафиолета.
- Моховый покров ускоряет процесс образования торфа. Это связано с тем, что мхи затрудняют поступление воздуха в почву и провоцируют её заболачивание.
- Из торфа изготавливают спирт, применяемый в фармакологии и топливо.
- Из некоторых видов мхов можно создавать косметические средства
- На некоторых территориях мхи поддерживают целостность грунта. При их отсутствии земля страдает от оползней, оплывин и оврагов
- Сфагновые мхи также применяются в качестве перевязочных материалов, особенно в полевых условиях. Это хороший антисептик, останавливающий течение крови.
- Заболачивая почву, мхи повышают продуктивность сельскохозяйственных земель и гарантирую рост урожая на следующий год.
Источник
5. Высшие растения и гипотезы их происхождения.
Известны две группы гипотез, рассматривающих предковые корни высших растений: альгологическая и симбиогенетическая. По «водорослевым» гипотезам становление высших растений ведется от какой-то группы водорослей. На роль предков предлагались бурые, красные и зеленые водоросли. У представителей первых двух отделов развиты половые органы, более всего напоминающие таковые у высших растений. Однако, как было доказано эмбриологами, это сходство внешнее, не имеющее важного значения
для понимания природы архегония и антеридия. Особенно бросаются в глаза их различия в физиологии, биохимии и цитологии.
В то же время зеленые водоросли весьма похожи на высшие растения составом пигментов, особенностями деления клетки, но отличаются весьма примитивными гаметангиями. Так, только у зеленых водорослей и высших растений присутствует «стандартный» набор пигментов: хлорофиллы а и b, астаксантин, лютеин, виолаксантин, неоксантин, зеаксантин. Другие признаки – наличие крахмала в качестве основного продукта ассимиляции и целлюлозы в клеточных стенках; осуществление синтеза лизина через диаминопимелиновую кислоту; двухмембранные пластиды; центрифугальный цитокинез; расположение тилакоидов в хлоропластах; уплощенные или пластинчатые кристы митохондрий; отсутствие фаготрофии. А это довольно значимые черты сходства. В эволюционном отношении состав пигментов, цитокинез, биохимия значительно более консервативны, нежели наличие – отсутствие
сложно устроенных половых органов. По некоторым современным филогенетическим теориям красные и бурые водоросли относятся к особым, отдельным, царствам.
Другая группа гипотез представлена симбиогенетическими направлениями. Эти гипотезы не столько «противостоят» альгологическим, сколько их дополняют. Симбиоз водорослей с грибами увеличивает адаптационный потенциал организма. В отличие от похожего симбионта – лишайника, где доминирует гриб, у предков высших в симбиозе доминировала зеленая водоросль. Факт симбиоза известен почти у 80 % современных высших растений, зафиксирован у древнейших наземных растений.
6. Отдел Rhyniophyta. Роль в построении филогенетических систем.
Первые наземные растения относятся к отделу Rhyniophyta. Это один из самых примитивных и самый древний отдел из известных науке высших растений. Уровень соматической организации – телом. Спорофит очень примитивный, не разделен на органы. Для обозначения осевых частей растения можно использовать термин «телом»: ортотропный (вертикальный), называемый также каулоидом; плагиотропный (горизонтальный) – ризомоид. Имеются ризоиды. Вегетативные и генеративные теломы внешне сходны и представлены зелеными осями, различным образом разветвленными. Спорангии терминальные, одиночные.
Представлены несколькими классами. У Rhyniopsida спорангии верхушечные шаровидные или яйцевидные; протоксилема центрархная. В порядке Rhyniales ветвление дихотомическое или трихотомическое; теломы (оси) гладкие; споры округлые с отчетливой трехлучевой щелью. Основные представители следующие.
Cooksonia caledonica (Куксония каледонская). Самое древнее из известных высших растений. Теломы только ортотропные: дихотомирующие каулоиды. Спорангии шаровидные или почковидные.
Rhynia major (Риния большая). Характеризуется плагиотропными (ризомоид) и дихотомирующими ортотропными (каулоид) теломами. Спорангии яйцевидной формы.Ризомоидыимеют ризоиды, играют важную роль в»захвате»новых территорий, вегетативном размножении и расселении ринии. Каулоиды необходимы для осуществления фотосинтеза и бесполого размножения.
Другой порядок этого класса – Psilophytales (Trimerophytales), или псилофиты. У них, в отличие от риниевых, можно наблюдать оси разных порядков, различным образом утолщенные; боковые ответвления упорядоченно расположенные; налицо группирование спорангиев на особых ответвлениях, т. е. сделан первый шаг в направлении синтелома; генеративные теломы анатомически отличаются от вегетативных; есть тенденция к уплощению осей; появляются листовидные органы энационной природы. Основные представители следующие.
Psilophyton princeps (Псилофит первичный). Имеет неравномерно ветвящиеся оси, от которых отходят разветвленные оси более высокого порядка. Спороносные ветви вильчато делятся до семи раз и заканчиваются парами веретеновидных спорангиев. Толстые оси покрыты редкими эмергенцами, увеличивающими площадь фотосинтезирующей поверхности. Проводящая система протостелическая; протоксилема центральная, окружена массивной метаксилемой.
Trimerophyton robustus (Тримерофит мощный). Характеризуется особым типом ветвления: в каждом случае вбок отходят сразу три равнозначные ветви от более толстой главной оси. В дальнейшем каждая из ветвей повторно трижды разветвляется.
В отделе Риниевых есть и еще один, весьма своеобразный класс. Это Horneophytopsida, он известен только по одному роду. Плагиотропные теломы отсутствуют. Ортотропные внизу заканчиваются клубневидными органами, покрытыми тонкими ризоидами, без проводящих тканей. Представитель – Horneophyton lignieri. Ортотропные части дихотомически ветвистые, заканчивающиеся удлиненноэллиптическими спорангиями. В спорангиях развита колонка – участок стерильной ткани в центре.
Источник
лекции биология / ВысшРаст
Высшие растения – появились в конце силурийского периода в связи с выходом на сушу.
переход предков высших растений к жизни на суше потребовал появления у них специальных приспособлений для водоснабжения и транспорта питательных веществ, для защиты от высыхания и для обеспечения полового процесса. Это выразилось в появлении дифференцированных тканей и органов, приспособленных к выполнению определенной функции.
Т.о. высшие растения — наиболее специализированные формы автотрофных организмов. их тело обычно расчленено на стебель, корень и лист, поэтому их называют Листостебельными или побеговыми — (Подцарство Cormobionta). Второе название подцарства – зародышевые, или Embryobionta обусловлено тем, что зигота дает начало многоклеточному зародышу, который развивается в спорофит.
Характерные черты подцарства высшие растения:
- Наличие большого числа тканей и расчленение тела на вегетативные органы
- органы полового и бесполого размножения всегда многоклеточные. Органы полового размножения – гаметангии: мужские – антеридии и женские – архегонии. Они защищены оболочками, образованными стерильными клетками. (У водорослей все клетки способны трансформироваться в гаметы.) Степень развитости гаметангиев у высших растений напрямую связана с уровнем организации гаметофита: чем он выше, тем лучше развиты половые органы.
- Образовавшаяся в результате слияния мужской и женской гамет зигота у высших растений дает начало группе недифференцированных клеток, которые называются зародышем. Все они генетически детерминированы на специализацию в определенном направлении. (У низших растений клетки, образованные в результате деления зиготы, используются на построение слоевища).
- Всем высшим растением свойственно наличие двух жизненных фаз, закономерно сменяющих друг друга – гаметофита и спорофита. Вместе они составляют жизненный цикл высшего растения.
Источник