ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. Высшие сосудистые растения — это высшие растения, у которых появляются оформленные проводящие ткани — ксилема и флоэма
Высшие сосудистые растения — это высшие растения, у которых появляются оформленные проводящие ткани — ксилема и флоэма. Это все отделы — от плауновых до покрытосеменных.
История изучения папоротниковидных. Шведский ученый Карл Линией в работе «Виды растений» (1753 г.) отнес высшие споровые растения к последнему — 24 классу в своей ботанической системе, насчитывающей 1260 родов и 7540 видов. Он назвал этот класс «тайнобрачные».
В 1848 г. польский ботаник-любитель Лещик-Суминский установил в цикле развития папоротников, называемых тогда «высшими тайнобрачными растениями», существование двух поколении спорового и полового. У полового поколения им были обнаружены антеридии и архегонии.
Немецкий ботаник В. Гофмейстер в 1851 г. опубликовал книгу «Сравнительные исследования над прорастанием, развитием и плодообразованием высших споровых растений и образованием семян у хвойных», в которой были описаны все циклы развития — от споры до споры — представителей мхов, хвощей, плаунов и папоротников.
Отдел плауновые. Большинство плауновых к настоящему времени вымерли. Однако сохранились виды (около 400 видов), относящиеся к одному роду — плаун. Сейчас это травянистые растения, а самыми большими представителями плаунов были вымершие в карбоне (более 300 млн. лет назад) лепидодендроны. Высота отдельных экземпляров достигала более 40 м при толщине ствола в диаметре более 2 м.
Для хвойных лесов нашей зоны характерен плаун булавовидный – вечнозеленое травянистое растение со стелющимся стеблем длиной до 1 — 3 м. Характерно дихотомическое ветвление побегов. Листья – мелкие, чешуйчатые, расположены спирально. На верхушках побегов формируются колоски – стробилы, состоящие из спорофиллов со спорангиями. В спорангиях образуются споры, прорастающие в гаметофиты. (Цикл развития плаунов,хвощей и папоротников сходен и мы рассмотрим его на примере папоротников). Выделяют 2 класса: Плауновые и Полушниковые. Споры плауна булавовидного в виде порошка ликоподия используются в медицине в качестве детской присыпки и в металлургии при тонком фасонном литье.
Некоторые виды полушниковиз тропических высокогорий имеют уникальное свойство: они получают углерод для фотосинтеза не из атмосферы, а из осадочных горных пород — известняков.
Представитель класса полушниковые — селягинелла – это разноспоровое травянистое растение. Листья имеют язычок. Прикрепляется к субстрату придаточными корнями.
Рост плауновпроисходит крайне медленно. Так, их гаметофит, существующий не самостоятельно, а в симбиозе с некоторыми грибами, растет 15-18 лет.
Отдел хвощовые. Современные хвощи в основном травянистые растения, а более 300 млн. лет назад (в карбоне) они были представлены каламитами — деревьями, достигавшими в высоту 15 м, со стволами толщиной более 20 см.
Современные хвощовые представлены одним родом Хвощ с 20 космополитными видами, 12 из которых можно встретить на территории России. Все современные хвощи — многолетние корневищные травы с мутовками серых редуцированных листьев, утративших хлорофилл. Спорангии со спорамиу хвощей располагаются на спорангиофорах, собранных на верхушках стеблей в стробилы, которые также называют спороносными колосками. В спорангиях формируются споры. Материал, из которого состоят пружинки — элатеры, окружающие споры хвощей, необычайно стойкий, практически вечный. Когда споры каламита, пролежавшие 300 млн. лет, перенесли из соляной кислоты в раствор спирта, они задвигались и скрутились.
Вертикальные побеги у некоторых видов, например у хвоща полевого, специализированы на бледно-розовые спороносные и зеленые вегетативные. Бледно-розовые спороносные побеги появляются рано весной, и лишь после окончания спороношения от корневища отрастают зеленые вегетативные стебли. Почти у всех хвощей умеренной зоны стебли на зиму отмирают, однако у хвоща зимующего они могут существовать несколько лет, свободно выдерживая сильные морозы.
Отдел папоротникообразные. Значительная часть папоротникообразных к настоящему времени вымерла. Сейчас их известно около 10 000 видов, а в нашей флоре — 100 видов.
Тропические папоротники могут быть древовидными. Замечательные папоротники растут вдолине реки Семлики, начинающейсяв отрогах мощного горного хребта Рувензори (е Африке). Они образуют настоящиерощи, вздымая свои стволы до 9 м, в высоту. Полумрак сырых тенистых мест леса наиболее подходит для жизни папоротников.
Самыми большими из ныне живущих папоротников считаются древовидные папоротники из Новой Зеландии, относящиеся к роду Циатеа. Они достигают высоты 24 м и имеют листья длиной 5м.
Самым маленьким папоротником считается хецистортерис пумила,обнаруженный в Центральной Америке, и азолла карилиниана,родиной которой являются водоемы США. Длина листьев этих видов едва достигает 12 мм.
Листья (вайи) многих папоротников совмещают функцию фотосинтеза и спороношения. Спорангии папоротников часто располагаются на нижней поверхности вайи и собраны в кучки, называемые сорусами. Споры папоротников дают начало свободноживущим обоеполым гаметофитам,несущим антеридии и архегонии. Для оплодотворения необходимо наличие воды, в которой могут передвигаться сперматозоиды. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается спорофит,т.е. взрослое растение. По мере его роста гаметофит отмирает.
Практическое значение папоротников относительно невелико. Молодые вайи некоторых травянистых, а так же сердцевину древовидных папоротников употребляют в пищу. Одним из самых вредных сорняков среди водных растений является папоротник сальвиния, найденный в Африке (живет и в южных областях России). Он был обнаружен в водохранилище Кариба в мае 1959 г. За 11 месяцев он буквально «задушил» водохранилище, распространившись на площади в 199 кв. км. А к 1963 г. сорняк занимал уже более 1000 кв. км поверхности воды.
Дальнейшая эволюция высших сосудистых растений пошла по пути обеспечения независимости полового размножения от наличия воды. Эта возможность реализовалась у семенных растений. Здесь продолжается общее направление развития спорофитной линии — прогрессивное развитие спорофита и дальнейшая редукция гаметофита. Наиболее сложного строения спорофит достигает у покрытосеменных растений.
Однако, современные тенденции систематики и биологических направлений философии таковы, чтоне все ученые принимают такую направленность эволюции. Например, профессор главного ботанического сада А. К. Скворцов считает, что в системе природы вовсе не заложено движение от низшего к высшему, как полагали веками. «Не только возникновение жизни было случайным. Согласно современным представлениям об эволюции все ее шаги. становятся возможными благодаря случайным изменениям в аппарате наследственности, из коих некоторые затем закрепляются отбором. Следовательно, вся совокупность форм и структур жизни. предстает в виде единой, хотя и гигантски разветвившейся цепочки закрепленных случайностей. Отсюда неизбежноследует необратимость эволюции и непредсказуемость ее конкретных путей. А в пользу признания ее какой-либо целенаправленности просто не оказывается никаких аргументов. Как раз наоборот, эволюция — это непрестанный поиск нового, дотоле-непредвиденного».
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник