Высшие споровые растения
Высшие споровые растения — это растения, которые населяют наземную среду и размножаются спорами.
Высшие споровые растения — это новый этап в эволюционном развитии растений. Высшим растениям, в отличие от низших, присуще расчленение тела на вегетативные органы: корень, листья и стебель. Вегетативные органы построены из разнообразных тканей.
Все высшие споровые растения, как правило, обитатели суходола, но среди них есть и обитатели водоёмов.
К высшим споровым растениям относятся все наземные листостеблевые растения, которые размножаются спорами. Это представители отделов:
- Мохообразные, или Мхи (25 тыс. видов);
- Плаунообразные, или Плауны (400 видов);
- Хвощеобразные, или Хвощи (32 вида);
- Папоротникообразные, или Папоротники (10 тис. видов).
Высшие растения появились в далёкой древности. Возможными их предками были бурые или зелёные водоросли, которые достигли высокой дифференциации тела и органов полового размножения.
Водная среда заселена в основном низшими растениями, тогда как на суше господствующими есть высшие, у которых с выходом на сушу образовался ряд характерных приспособлений к новой среде.
Характерные признаки высших споровых растений
- Наличие разных типов тканей Внешне растения покрыты тканью, защищающей их от неблагоприятных условий. Процесс фотосинтеза обеспечивается хорошо развитой хлорофиллоносной тканью. Благодаря наличию проводящих тканей происходит обмен веществ между подземными и надземными органами. Кроме того, хорошо развиты механические (опорные) и запасающие ткани.
- Расчленение тела на органы Прежде всего у высших растений сформировались специальные органы поглощения минеральных веществ из субстрата — ризоиды и корневые волоски. Поскольку общей биологической чертой всех высших растений является автотрофное питание, у них образовался фотосинтезирующий орган — листок. Стебель и корень сформировались для связи двух важных конечных аппаратов — корневого волоска и зелёной клетки листка, а так же для обеспечения стойкости растения в воздушной среде и почве.
- Органы полового размножения всегда многоклеточные Бывают двух типов: мужские (антеридии) и женские (архегонии).
- Онтогенез начинается из зародыша Зародыш развивается из зиготы — клетки, которая образуется в результате слияния гамет.
- Наличие правильного чередования полового и бесполого поколений Половое поколение называется гаметофит, бесполое — спорофит.
- Преобладание в цикле развития спорофита (за исключение мохообразных) Прогрессивное развитие спорофита вызвано высокой приспособленностью к наземным условиям и великим объёмом генетической информации, свойственной диплоидному поколению.
Чередование поколений в жизненном цикле высших споровых растений
Жизненным циклом называется черёд фаз в развитии растения, по завершении которых растительный организм достигает зрелости и становится способным давать начало будущим поколениям (половому — гаметофиту и бесполому — спорофиту).
Жизненный цикл высших споровых растений состоит из ритмического чередования двух поколений: бесполого (спорофита) и полового (гаметофита).
На спорофите образуются спорангии — органы бесполого размножения, в которых формируются споры. Из них развиваются гаметофиты, то есть особи полового поколения, которые могут быть одно- и двуполыми.
На гаметофите образуются антеридии — мужские половые органы и архегонии — женские. В антеридиях формируются подвижные сперматозоиды, а в архегониях — неподвижные яйцеклетки.
Оплодотворение возможно только при наличии капельножидкой воды. Вода необходима для передвижения сперматозоида к яйцеклетке. Из оплодотворённой яйцеклетки развивается зародыш, который растёт и превращается на особь бесполого поколения — спорофит.
Следует помнить, что из зиготы развивается лишь спорофит, а из споры — лишь гаметофит.
В цикле развития большинства споровых растений (за исключением мохообразных) преобладает спорофит, который значительно лучше приспособлен к жизни в сложных условиях наземной среды. То есть, для эволюции высших споровых растений (кроме мхов) характерна тенденция к преобладанию и усовершенствованию спорофита при одновременной редукции гаметофита.
Источник
21. Характеристика высших споровых растений. Основные признаки, чередование поколений
К высшим споровым растениям относится значительная часть типа сосудистые растения: хвощевидные, плауновидные, папоротниковидные. Как и для всех сосудистых растений, для споровых характерно наличие у спорофита двух сосудистых тканей – ксилемы и флоэмы.
В эволюции высших сосудистых растений происходит постепенная редукция (уменьшение и упрощение гаметофита) и преобладание в жизненном цикле спорофита. У высших споровых растений гаметофит представлен маленьким заростком, не расчлененным на органы, живущим несколько недель (у плауновых – несколько лет) независимо от спорофита. На заростках в антеридиях развиваются сперматозоиды, которые, плавая в каплях воды, достигают архегония и сливаются с яйцеклеткой. Благодаря крошечным размерам гаметофита, оплодотворение у высших споровых растений может происходить при ничтожно малых количествах воды в виде капелек росы, тумана.
22. Покрытосеменные растения. Общая характеристика. Цветок. Образование семян
Отдел Покрытосеменные (Цветковые) растения (250 тыс. видов) составляет наиболее обширную и совершенную группу высших растений. Покрытосеменные растения появились в начале мелового периода (125 млн лет назад) из некоторых примитивных голосеменных.
Важнейший признак покрытосеменных – наличие цветка. Цветок – видоизмененный, укороченный и ограниченный в росте спороносный побег, приспособленный для семенного размножения.
Семяпочки у цветковых растений заключены (в отличие от голосеменных) в полость завязи пестика и тем самым защищены. Гаметофиты (женский – зародышевый мешок, мужской — пыльцевое зерно) крайне упрощены и развиваются значительно быстрее, чем у голосеменных, в связи с чем они утратили гаметангии – антеридии и архегонии. Кроме того гаметофиты полностью зависят от спорофита и всегда находятся под его защитой, в то время как у моховидных и у некоторых папоротников гаметофит не защищен и легко высыхает. Для оплодотворения покрытосеменных не нужна вода, их мужские гаметы – спермии проникают к яйцеклетке по пыльцевой трубке.
Для цветковых растений характерно двойное оплодотворение, в результате которого развивается зародыш и эндосперм с запасом питательных веществ. Мужской гаметофит формируется в пыльниках тычинок и представляет собой пыльцевое зерно. Женский гаметофит формируется в пестике мейотическим делением мегаспороцита на четыре мегаспоры. Три мегаспоры погибают, из четвертой возникает зародышевый мешок. Перед оплодотворением происходит опыление – процесс переноса пыльцы из пыльников тычинок на рыльце пестика.
Попав на рыльце пестика, пыльцевое зерно (состоит из вегетативной и генеративной клеток, покрытых двойной оболочкой, или вегетативной и двух спермиев) начинает прорастать. Из вегетативной клетки развивается длинная пыльцевая трубка, которая по тканям столбика дорастает до завязи и далее до семяпочки. Из генеративной клетки образуются два спермия, которые спускаются в пыльцевую трубку и проникают в зародышевый мешок. После этого один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, образуя зиготу, из которой развивается зародыш нового организма. Другой спермий сливается с двумя полярными ядрами или с центральным диплоидным ядром (образуются при митотическом делении ядра зародышевого мешка), образуя триплоидную клетку, из которой впоследствии возникает эндосперм.
После оплодотворения семяпочка разрастается и превращается в семя, а в результате разрастания завязи пестика формируется плод. Стенки завязи становятся стенкой плода – околоплодником, внутри которого находятся семена.
Поскольку семена заключены в плод, они надежно защищены от неблагоприятных условий внешней среды. Кроме того, плод обеспечивает их распространение при посредстве птиц, млекопитающих, насекомых, а также при помощи ветра, воды и т.д.
Покрытосеменные имеют высоко организованную проводящую систему: в состав ксилемы входят более совершенные проводящие элементы – настоящие сосуды (восходящий ток), имеются ситовидные трубки флоэмы, повышающие эффективность перемещения продуктов фотосинтеза (нисходящий ток).
Развитие покрытосеменных шло параллельно с некоторыми видами животных. Адаптация цветка (окраска, запах, съедобная пыльца и нектар) была направлена, как правило, на максимальное увеличение шансов для переноса пыльцы насекомыми. Покрытосеменные – единственная группа растений, образующая сложные многоярусные сообщества – фитоценозы.
Источник