Общая характеристика растений

Чередование поколений в жизненном цикле высших споровых растений

Цикл жизни высших споровых характеризуется сменой поколений: спорофита на гаметофит и наоборот. Таким образом, единого способа размножения не существует. Для растений характерно размножаться как половым, так и бесполым путями. В жизненном цикле происходит смена гаплоидной и диплоидной ядерных фаз.

Последовательно его можно представить как:

• зарождение;
• развитие;
• воспроизведение себе подобных (размножение).

Выделить различия между простым и сложным циклом можно на примере зеленой водоросли хлореллы, для которой характерно размножение спорообразованием. В процессе развития внутри водоросли размещаются 4-8 автоспор, которые со временем получают индивидуальную оболочку. Это простой цикл.

В качестве сложного можно назвать размножение равноспорового папоротника, для которого не редкость существование спорофита (собственно папоротника) и его заростка (гаметофита). Жизнь последнего коротка, но за нее успевает появиться отдельная особь. Она одна и крупных размеров.

Царство растений

Растения — объект изучения науки ботаники. Основы одной из старейших отраслей научного знания заложил Теофраст — ученик древнегреческого ученого и философа Аристотеля. Современная ботаника представляет собой комплекс наук. Крупнейшие отрасли: морфология, физиология, систематика, происхождение растений. Отдельные крупные группы внутри биологического царства изучают частные ботанические науки. Например, предмет альгологии — водоросли.

Сходство строения клеток, механизмов обмена веществ и роста позволяют объединить растения с животными и грибами в группу эукариот.

Отличительные признаки растительного организма:

• Автотрофное питание.
• Пластиды в клетках;
• Целлюлозная клеточная стенка.
• Способность к постоянному росту.
• Характер ответа на внешние изменения.
• Относительная неподвижность.
• Связь с субстратом.
• Разветвленное тело.

Фотосинтез осуществляется в клетках, обладающих зелеными пластидами. Растения в экосистемах являются продуцентами, так как сами для себя создают органические вещества. Выделяемый при фотосинтезе кислород используют для аэробного дыхания другие живые организмы. Молекулы О₂ образуют защитный озоновый экран в атмосфере (Рис. 1).

Рис. 1. Фотосинтез

Царство растений (научное название Plantae) объединяет 12 отделов, из которых 4 — водоросли, 2 — мхи. В состав биологического царства также входят плауны, папоротники, хвойные и цветковые. Другие отделы представлены малым числом семейств, родов и видов.

Тело водорослей — талом (слоевище) — состоит из сходных по строению и функциям клеток. Вода обеспечивает водоросли (Algae) углекислым газом и кислородом, поддерживает тело, поэтому нет необходимости в механических тканях.

Высшие растения отличаются наличием тканей и органов. Сформированы многоклеточные органы полового и бесполого размножения. К высшим относятся споровые и семенные растения.

Как установили палеонтологи, низшие растения появились около 2 млрд. лет назад. Древние псилофиты вышли из воды на сушу. Это уже были высшие растения, лишенные корней, но имеющие сосуды — группы клеток для проведения воды к фотосинтезирующим клеткам. Сформировались защитные и механические ткани.

Выходу растений на сушу способствовали ароморфозы:

• возникновение эукариотической клетки;
• появление фотосинтеза;
• многоклеточность, дифференциация клеток;
• мейоз и оплодотворение;
• обособление гаплоидного и диплоидного поколений, их чередование в цикле развития;
• появление семени у древних папоротников;
• формирование цветка.

Покрытосеменные, или цветковые, заняли господствующее положение в царстве растений после голосеменных. Многие виды и более крупные систематические группы низших растений исчезли полностью или угасают.

Покрытосеменные (цветковые)

Общая характеристика. Покрытосеменные — самый большой отдел растительного мира. Произошли от древней формы голосеменных в начале мелового периода мезозойской эры (около 125 млн. лет назад). Насчитывают около 250 тыс. видов. Занимают господствующее положение в растительном мире; произрастают во всех климатических зонах и в самых разных климатических условиях. Наибольшее разнообразие видов — во влажных тропиках.

Покрытосеменные — единственная группа растений, образующая сложные многоярусные фитоценозы.

Особенности строения. Доминирующая жизненная форма -диплоидный спорофит (само растение, включающее корень и побег). Спорофиты разных групп покрытосеменных представлены различными жизненными формами (древесными, кустарниковыми, кустарничковыми, лиановыми, одно- и многолетними травами) и могут очень сильно отличаться друг от друга. Большинство покрытосеменных — многолетние растения, а травы могут быть одно- и двулетними. Органы покрытосеменных делятся на вегетативные (корень, стебель, лист) и генеративные (цветок, плод, семя).

В зависимости от строения семян и морфологических особенностей органов отдел делится на два класса: Однодольные (зародыш семени имеет одну семядолю) и Двудольные (зародыш семени имеет две семядоли). Основные различия между одно- и двудольными растениями приведены в таблицах на с. 280-281. При делении классов на семейства, роды и виды учитываются общие признаки растений — строение цветка и плода, тип соцветия, особенности внешнего и внутреннего строения вегетативных органов.

Основные ароморфозы: цветок, плод, двойное оплодотворение; симподиальное ветвление, прогрессивное развитие проводящей ткани: ксилема содержит настоящие сосуды — широкие трахеи (а не трахеиды, как у голосеменных), флоэма — ситовидные трубки с клетками-спутницами, а не ситовидные клетки; наличие специализированной механической ткани (волокон), придающей прочность коре и древесине; прогрессивное развитие вегетативных органов; способность образовывать ядовитые вещества, защищающие растения от растительноядных животных (у некоторых групп покрытосеменных).

Семязачатки находятся в полости завязи пестика и защищены его тканями от неблагоприятных условий среды, семена защищены не только семенной кожурой, но и плодом.

Развитие эндосперма одновременно с развитием зародыща (а не до оплодотворения, как у голосеменных) позволяет избежать ненужной траты питательных веществ и энергии в том случае, когда зародыш не образуется.

Гаметофиты более упрощены, чем у голосеменных. Мужской гаметофит покрытосеменных представлен пыльцевым зерном, содержащим вегетативную клетку с диплоидным набором хромосом (2n) и генеративную гаплоидную клетку (1n). У некоторых до опыления путем митоза из генеративной клетки образуется два спермия с гаплоидным набором хромосом. Женский гаметофит представлен зародышевым мешком, содержащим две клетки -синергиды, три клетки-антиподы, яйцеклетку с гаплоидным набором хромосом (1n) и диплоидную центральную клетку (2n).

Размножение. Пыльцевые зерна попадают на рыльце пестика (а не сразу в пыльцевход семязачатка), предназначенного именно для улавливания пыльцы; в пыльцевход семязачатка проникает пыльцевая трубка, образующаяся в пыльцевом зерне. Оплодотворение двойное: в нем участвуют два спермия: один сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу, из которой развивается зародыш, другой спермий сливается с диплоидной центральной клеткой женского гаметофита, образуя триплоидную клетку, из которой впоследствии возникает эндосперм, содержащий запас питательных веществ, необходимых для развития зародыша.

После оплодотворения семязачаток развивается в семя, завязь пестика формирует плод. Наличие и уникальность плода обеспечивают распространение покрытосеменных птицами, млекопитающими, насекомыми, ветром, водой и т.д.

Для покрытосеменных также характерно вегетативное размножение (с помощью вегетативных органов).

Значение покрытосеменных: поддерживают стабильный газовый состав атмосферы; образуют сложные многоярусные фитоценозы; растения и их плоды служат пищей для многих видов животных; покрытосеменные широко используются человеком: обеспечивают человека хлебом (хлебные злаки), используются им в пищу (овощные и плодово-ягодные) и в качестве лечебных средств, являются источником сырья для деревообрабатывающей, целлюлозной, легкой и медицинской промышленности, применяются в декоративных целях и т.д.

растения

Происхождение высших споровых растений

Теория гласит о том, что предки наземных растений – streptophyta, были вынуждены из-за геологических изменений приспосабливаться к другим условиям жизни

Важное значение имело то, что выживали только наиболее приспособленные водоросли

У переходных форм вырабатывалась защитная пленка кутин, откладывающаяся на поверхности. Образование пленки в большом количестве препятствовало газообмену, из-за чего растение погибало. У организмов, кутин которых образовывался умеренно, сформировалась эпидерма с устьицами – сложная ткань, защищающая от высыхания, а также не препятствующая газообмену.

Появление эпидермы препятствовало поглощению воды всем телом, тем самым способствовало образованию одноклеточных нитей ризоидов. Итогом процесса развития стало формирование более сложной системы – корней.

Освещение на суше значительно превышает этот же показатель в воде, благодаря этому значительно возросло количество и размеры фотосинтезирующих органов – листьев. Распределение веществ, образовавшихся в процессе фотосинтеза, и воды, поглощенной корнями, осуществляется проводящим органом – стеблем.

Быстрое увеличение видов, распространение высших организмов объясняется развитием вегетативных органов и изменениями репродуктивной системы, которая при условиях наземного обитания должна иметь надежную защиту.

Репродуктивные многоклеточные органы наземных растений – гаметангии и спорангии имеют оболочку из живых клеток, которая защищает споры от высыхания.

Голосеменные

Общая характеристика. Голосеменные — это семенные растения, имеющие незащищенные семяпочки, расположенные открыто на семенной чешуе шишки; семена защищены только семенной кожурой. Голосеменные не имеют настоящих цветков и не образуют плодов. Они являются наиболее древними из семенных растений; произошли от семенных папоротников в начале мезозойской эры (около 350 млн. лет назад). В настоящее время насчитывают около 650 видов.

В жизненном цикле происходит правильное чередование полового и бесполого поколений. Основная жизненная форма — диплом идный спорофит (само растение), гаметофит редуцирован, утратил самостоятельность и живет на спорофите. Мужской гаметофит не имеет антеридиев. Растения опыляются в основном ветром.

Особенности строения. Спорофит голосеменных — это одно-или двудомное растение с хорошо развитыми стеблем (имеющим моноподиальное ветвление) и стержневой корневой системой с выраженными главным и боковыми корнями. Представлен в основном древесными вечнозелеными формами, реже встречаются листопадные деревья (лиственница), имеются кустарники (можжевельник) и лианы (эфедра); травянистых растений нет. Листья игловидные (хвоя) или чешуевидные; располагаются поодиночке, по два или несколько в пучках. В древесине большинства голосеменных нет настоящих сосудов и древесных волокон; трахеиды выполняют водопроводящую и опорную (механическую) функции.

Важнейшие ароморфозы: появление семени и пыльцевой трубки, что обеспечило опыление и оплодотворение без воды.

Характерные особенности образования семян: оплодотворение — простое (в нем участвует один спермий из двух, имеющихся в пыльцевом зерне), эндосперм образуется в семязачатке до оплодотворения, а семена покрыты только семенной кожурой.

Голосеменные широко распространены во всех частях света; составляют большинство и доминируют в растительном покрове в умеренном климатическом поясе. Подразделяются на четыре класса: Хвойные, Гнетовые, Саговниковые, Гинкговые.

Класс Хвойные — вечнозеленые растения, имеющие видоизмененные игольчатые листья. Листья игловидные, покрыты кутикулой или восковым налетом; устьиц мало, глубоко посажены (это обеспечивает жизнестойкость растений в засушливые и зимние периоды). У хвойных стебель прямостоячий, покрыт корой, содержащей ситовидные клетки, механическую ткань, паренхиму, смоляные ходы, камбий. Древесина на 90-95% состоит из трахеид и не содержит механической ткани. Трахеиды имеют плотные од-ревесневевшие стенки. Сердцевина представлена основной тканью.

Сосна обыкновенная — это однодомное светолюбивое растение, у которого весной формируется раздельнополые мужские и женские шишки (стробилы). Мужские шишки формируются у основания побега, имеют зеленовато-желтый цвет и длину около 5 мм. На осях таких шишек расположены слои мелких чешуек -микроспорофилл. На нижней поверхности каждой из чешуек расположены два микроспорангия (пыльцевых мешка), в которых образуется пыльца (мужской гаметофит). Каждое пыльцевое зерно содержит вегетативную клетку, два спермия и имеет два воздушных мешка, облегчающих перенос пыльцы ветром,

Женские шишки имеют красноватый цвет и содержат крупную, толстую семенную чешую (с двумя семязачатками на поверхности каждой чешуйки) и мелкую прозрачную кроющую чешую. В каждом семязачатке формируется женский гаметофит, который содержит гаплоидный эндосперм (особую питательную ткань) и два архегония с крупной яйцеклеткой в каждом. Семязачаток снаружи покрыт интегументом и имеет пыльцевход (микропиле), через который пыльца втягивается внутрь, где прорастает с формированием пыльцевой трубки. По ней созревшие спер-мии проникают к архегониям. Оплодотворение простое и не требует присутствия воды; в нем участвует только один из спермиев, сливающийся с одной из яйцеклеток, второй спермий погибает. Образовавшаяся зигота делится, из нее формируется зародыш семени, а вся семяпочка превращается в семя.

У сосны обыкновенной семена созревают на второй год, разносятся ветром и в благоприятных условиях прорастают.

Знамение голосеменных: выделяют в атмосферу кислород и фитонциды, являются источником сырья для строительной, деревообрабатывающей и целлюлозной промышленности, получения скипидара, канифоли, спирта, лекарств; многие используются в декоративных целях (ели, туя, саговниковые); семенами многих хвойных питаются птицы (клесты, синицы, дятлы) и млекопитающие; семена кедровой сосны и пинии используются в пищу человеком.

Зеленые хозяева Земли

Трудно найти событие, которое бы изменило облик планеты Земля сильнее, чем возникновение высших растений. Образованный ими сплошной растительный покров, который с середины палеозоя покрывает большую часть земной суши, можно было бы назвать одним из биологических чудес света; недаром изучением его структуры занимается отдельная сложная наука — геоботаника. Высшие растения сильно изменили состав земной атмосферы, обогатив ее кислородом в количестве, немыслимом в более ранние эпохи. Повлияли они и на климат, и на рельеф, и уж тем более — на круговорот биогенных элементов. Ну и само собой разумеется, что появление наземных растительных сообществ создало много новых экологических ниш с новыми источниками питания, а это стало «приглашением» к выходу на сушу многоклеточных животных — сначала членистоногих, потом и позвоночных.

По всем этим причинам неудивительно, что происхождение высших растений очень интересует биологов. Откуда же они взялись?

Высшие растения относятся к большой эволюционной ветви эукариот, которая называется Plantae или Archaeplastida (см. рис. 2 в новости Случайно открытый жгутиконосец обновляет систему эукариот, «Элементы», 06.02.2019). Если представить себе родословное древо эукариот в виде обычного дерева, то от основания ствола архепластид первым делом отойдут две не слишком толстые веточки: глаукофитовые водоросли и красные водоросли. Все остальные архепластиды образуют мощную ветвь, которая называется Viridiplantae, то есть — буквально — зеленые растения. Однако ветвь зеленых растений, в свою очередь, сразу разделяется на две ветви потоньше: хлорофиты и стрептофиты (см. Д. Леонтьев, 2014. Общая биология: система органического мира). Хлорофиты гораздо разнообразнее, но зато стрептофиты успешнее освоили сушу. Высшие растения — это веточка внутри группы стрептофит (рис. 1). Таково их «место прописки» на всеобщем эволюционном древе.

Надо сказать, что хлорофиты и стрептофиты во многом похожи друг на друга. Обе ветви начались с одноклеточных, и в обеих постепенно появилась многоклеточность, причем это происходило отчасти параллельно: без помощи микроскопа неспециалист вряд ли отличит, например, хлорофитовую нитчатую водоросль улотрикс от стрептофитовой нитчатой водоросли спирогиры, хотя общие предки этих водорослей, несомненно, были одноклеточными. Возникает вопрос: почему эти ветви вообще разошлись?

Немецкий биолог Буркхард Беккер (Burkhard Becker) обратил внимание на то, что между хлорофитами и стрептофитами есть различия в механизме фотодыхания (B. Becker, 2012. Snow ball earth and the split of Streptophyta and Chlorophyta; см. также обзор в журнале «Знание — сила»)

Фотодыхание — это частичное «сжигание» продуктов фотосинтеза, сопровождаемое поглощением кислорода, выделением углекислого газа и синтезом аминокислот. В одном из этапов фотодыхания могут для одной и той же цели использоваться разные ферменты: у хлорофит — гликолатдегидрогеназа, а у стрептофит — гликолатоксидаза. Разница в том, что в первом случае побочным продуктом этого этапа становится молекула с замечательным названием «восстановленный никотинамидадениндинуклеотид» (НАДH), которая заодно служит источником энергии, а во втором — абсолютно ненужная клетке перекись водорода. То есть биохимия стрептофит менее экономична. Между тем вероятное время расхождения хлорофит и стрептофит, судя по молекулярным данным, лежит где-то в окрестности знаменитой эпохи Земли-снежка, когда большая часть земной поверхности, включая и сушу, и океаны, была покрыта толстым слоем льда (см. С. Ястребов, 2016. Кислородная революция и Земля-снежок). Беккер предполагает, что хлорофиты сформировались в океане под ледяным панцирем, где света для фотосинтеза было мало и приходилось бороться за каждый квант энергии, а стрептофиты — в пресных лужах на поверхности ледяного панциря, где могло не хватать всего остального, но уж свет был в избытке. Поэтому там, где была возможность выбора, хлорофиты предпочли более сложный и экономичный путь, а стрептофиты — более прямолинейный и расточительный. Если эта красивая гипотеза верна, то получается, что стрептофитовые водоросли уже с момента своего возникновения были «слегка наземными».

Однако для того, чтобы разобраться в проблеме происхождения высших растений, этого все равно недостаточно. Тут нужны детали, и прежде всего — касающиеся родственных связей.

Характеристики

Высшие растения живут на земле. Это место жительства отличается от водной среды.

Характеристика высших растений:

• Тело состоит из тканей и органов.
• С помощью вегетативных органов осуществляются питание и функции обмена веществ.
• Голосеменные и покрытосеменные размножаются с помощью семян.

Большинство из высших растений имеет корни, стебли и листья. Их органы сложно построены. У этого вида есть клетки (трахеиды), сосуды, ситовидные трубки, а их покровные ткани образуют сложную систему.

Главная черта высших растений — это чередование поколений. Они переходят с гаплоидной фазы к диплоидной, и наоборот.

Происхождение высших споровых растений

Теория гласит о том, что предки наземных растений – streptophyta, были вынуждены из-за геологических изменений приспосабливаться к другим условиям жизни

Важное значение имело то, что выживали только наиболее приспособленные водоросли

У переходных форм вырабатывалась защитная пленка — кутин, откладывающаяся на поверхности. Образование пленки в большом количестве препятствовало газообмену, из-за чего растение погибало. У организмов, кутин которых образовывался умеренно, сформировалась эпидерма с устьицами – сложная ткань, защищающая от высыхания, а также не препятствующая газообмену.

Появление эпидермы препятствовало поглощению воды всем телом, тем самым способствовало образованию одноклеточных нитей — ризоидов. Итогом процесса развития стало формирование более сложной системы – корней.

Освещение на суше значительно превышает этот же показатель в воде, благодаря этому значительно возросло количество и размеры фотосинтезирующих органов – листьев. Распределение веществ, образовавшихся в процессе фотосинтеза, и воды, поглощенной корнями, осуществляется проводящим органом – стеблем.

Быстрое увеличение видов, распространение высших организмов объясняется развитием вегетативных органов и изменениями репродуктивной системы, которая при условиях наземного обитания должна иметь надежную защиту.

Репродуктивные многоклеточные органы наземных растений – гаметангии и спорангии имеют оболочку из живых клеток, которая защищает споры от высыхания.

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.

Особенности наземных растений

Водоросли, согласно устаревшей классификации, относятся к низшим растениям. Их привычными местами обитания являются океаны, моря и прочие водоёмы. Благодаря особенностям окружающей среды и способу питания эти древнейшие организмы имеют довольно примитивное строение. Тело (слоевище) состоит из однотипных клеток, способных к фотосинтезу, отсутствуют защитные покровы и специфические органы, необходимые для транспортировки питательных веществ.

К главным признакам высших растений (лат. Embryophyta) можно отнести их сложное строение, развившееся в результате эволюции. Чтобы нормально существовать в воздушной среде, потребовалась необходимость в активном теплообмене, а также в защите от высыхания (эпидермис и устьица). Для обеспечения всего организма питательными веществами развилась транспортная система, состоящая из специализированных проводящих тканей.

Основным отличием группы наземных растений от водорослей является их разделение на корень, стебель и лист. Характеристика высших растений:

Высшие растения определение, строение, характеристика и признаки

Многоклеточные наземные растения, способные использовать свет в процессе жизнедеятельности, обладающие развитыми органами и тканями, характеризующиеся чередованием типов размножения, называются высшими.

Развитие проходило в стремлении приспособиться к наземному существованию.

Результатом стали преобразования в строении:

• корни, всасывающие воду и минеральные вещества, а также укрепляющие растение в почве,
• листья, способные к синтезу органических веществ из неорганических,
• стебли – проводящие органику и воду.

Наземные растения характеризует чередование поколений и автотрофное питание.

Растения — краткое описание

Определение

Растения (от латинского plantae) — биологическое царство, которое является одной из ключевых групп многоклеточных организмов.

Изучению растений и их разновидностей посвящена наука ботаника.

Впервые изучать растения начал древнегреческий философ и ученый Аристотель. Он поместил данный класс в промежуточное положение между неодушевленными предметами и животными. Исследователь представил определение растений в виде живых организмов, обделенных способностью к самостоятельному передвижению. В этом заключается одно из их главных отличий от животных.

В более позднее время наука открыла бактерии и археи, которые невозможно отнести к общепринятому понятию растительности. Во второй половине ХХ столетия происходит выделение грибов и некоторых типов водорослей в отдельные категории на основании отсутствия у данных организмов сосудистой и нервной системы, характерных для других представителей растительных видов.

Основные признаки

Растения отличают по ряду характеристик. Основными признаками растительности являются:

1. Наличие плотных целлюлозных оболочек, покрывающих каждую клетку, которые составляют листья, стебли и другие части.
2. Присутствие в клетках хлоропластов с содержанием хлорофилла, служащего компонентом процесса фотосинтеза.
3. Элементы растений обладают зеленым цветом за счет наличия хлорофилла.
4. Для растений характерен прикрепленный образ жизни.
5. Стебли и листья накапливают запас питательных веществ и энергии в виде крахмального вещества.
6. Рост продолжается на протяжении всей жизни.
7. Фитогормоны в составе растений, которые несколько напоминают человеческие, регулируют такие процессы, как жизнедеятельность и другие важные процессы.
8. Плотная оболочка из целлюлозы не пропускает свет.
9. Свойства продуцентов, то есть способность производить органические вещества при воздействии углекислого газа и ультрафиолета.

Клетки растения обладают рядом особенностей, среди которых можно отметить следующие характерные черты:

1. Целлюлозные стенки клеток. Благодаря такой защите в клетку не проникают пищевые частицы и крупные молекулы, что позволяет им поглощать исключительно низкомолекулярные вещества, то есть придерживаться осмотрофного типа питания. Поглощая из окружающей среды воду и углекислый газ через проницаемую клеточную мембрану, а также минеральные соли с помощью специальных мембранных клапанов и переносчиков, растения обеспечивают себя питанием.
2. Пластиды, к которым относятся хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.
3. Крупная центральная вакуоль в виде пузыря с клеточным соком, окруженным мембраной в форме тонопласта. Этот материал обладает системой регулируемых переносчиков для транспортировки различных веществ, поддержания нужной концентрации солей и кислотности в цитоплазме. Также вакуоль необходима для обеспечения нужного осмотического давления в клетке, которое приводит к образованию тургора, то есть напряжения на клеточной стенке для поддержания формы растения. В вакуоле запасаются питательные вещества и накапливаются отходы метаболизма.
4. Центриоли отсутствуют в клеточных центрах растений.

Образовательные ткани

Массив ткани, в которой происходят клеточные деления в теле высшего растения, следует назвать образовательной тканью или меристемой. Образовательные ткани не являются постоянными. Клетки меристемы недифференцированные и не специализированные, у них тонкие клеточные оболочки. Данные клетки делятся и в дальнейшем преобразуются в ту или иную специализированную ткань.

Рисунок 1: Апикальная меристема стебля.

У высших растений выделяют две вторичные латеральные меристематические ткани – камбий и феллоген. Камбий (или сосудистый камбий) закладывается в проводящих пучках стебля или корня между флоэмой и ксилемой. В результате клеточных делений внутрь откладывается ткань, дифференцирующаяся в ксилему, а наружу – будущая флоэма. За счет работы камбия происходит процесс вторичного утолщения стебля или корня. Соответственно, сформированные камбием проводящие ткани будут называться вторичными – вторичная ксилема и вторичная флоэма. Следует помнить, что при вторичном утолщении камбиальная зона возникает не только внутри проводящих пучков, но и формируется так называемый межпучковый камбий. В результате на поперечном срезе камбий имеет вид общего меристематического кольца.

Рисунок 2: Камбий. 1 – эпидерма; 2 – паренхима; 3 – флоэмные волокна; 4 – флоэма; 5 – пучковый камбий; 6 – ксилема; 7 – межпучковый камбий.

Феллоген (или пробковый камбий) возникает в корнях и стеблях растений при их вторичном утолщении. При утолщении эпидерма и впоследствии первичная кора опадает и отмирает, покровную функцию в данном случае выполняет пробковый слой, формируемый феллогеном. В результате клеточных делений в феллогене, наружу откладываются клетки феллемы (или пробка). Феллоген снизу подстилается слоем клеток – феллодермой. Комплекс из трех данных тканей носит название перидерма.

Рисунок 3: Феллема, феллоген, феллодерма.

Происхождение высших споровых растений

Теория гласит о том, что предки наземных растений – streptophyta, были вынуждены из-за геологических изменений приспосабливаться к другим условиям жизни

Важное значение имело то, что выживали только наиболее приспособленные водоросли

У переходных форм вырабатывалась защитная пленка кутин, откладывающаяся на поверхности. Образование пленки в большом количестве препятствовало газообмену, из-за чего растение погибало. У организмов, кутин которых образовывался умеренно, сформировалась эпидерма с устьицами – сложная ткань, защищающая от высыхания, а также не препятствующая газообмену.

Появление эпидермы препятствовало поглощению воды всем телом, тем самым способствовало образованию одноклеточных нитей ризоидов. Итогом процесса развития стало формирование более сложной системы – корней.

Освещение на суше значительно превышает этот же показатель в воде, благодаря этому значительно возросло количество и размеры фотосинтезирующих органов – листьев. Распределение веществ, образовавшихся в процессе фотосинтеза, и воды, поглощенной корнями, осуществляется проводящим органом – стеблем.

Быстрое увеличение видов, распространение высших организмов объясняется развитием вегетативных органов и изменениями репродуктивной системы, которая при условиях наземного обитания должна иметь надежную защиту.

Репродуктивные многоклеточные органы наземных растений – гаметангии и спорангии имеют оболочку из живых клеток, которая защищает споры от высыхания.

Плауноподобные (Lycopodiophyta)

Один из самых древних отделов в настоящее время представлен лишь немногими видами селлагинелл и плаунов. Остальные представители давно вымерли.

Современные плауновидные — это травянистые вечнозелёные растения, живущие несколько лет и внешне напоминающие мхи. В отдел входит два класса:

Все плауноподобные отличаются наличием корней, вильчатым ветвлением стебля, а также маленькими листьями. Существуют равноспоровые и разноспоровые виды. В древние времена эти растения были очень распространены. В карбоне произрастало немало древовидных форм, которые впоследствии сформировали колоссальные залежи каменного угля.

Вымершие отделы

Первые представители наземной растительности исчезли ещё в среднем девоне. Организм этих растений был довольно примитивен, не отличался сложным строением и походил на водоросли. Привычного разделения на корень, стебель и листья тогда ещё не существовало. Считается, что риниофиты являются общим предком для мхов, хвощей, плаунов и папоротников.

Появление зостерофиллофитов произошло в раннем девоне. Это небольшая группа, представители которой, как и риниофиты, отличались простым строением и жили в воде или на берегу. Они имели прямостоячие, короткие и покрытые толстым защитным слоем стебли с колосовидными спорангиями на верхушке. Процесс фотосинтеза осуществлялся всей поверхностью растения.

Отдел красные водоросли или багрянки

Отдел красные водоросли или багрянки

К отделу Красные водоросли, или Багрянки (Rhodophyta), принадлежат преимущественно многоклеточные водоросли, которые распространены в основном в соленых водоемах и прикрепляются к субстрату. Меньше по размерам, чем бурые. Известно около 4000 видов. Внешний вид – разнообразный: нитевидные, пластинчатые, кораллообразные с рассеченностью разной степени. Окраска слоевища разнообразная: от желтой или лазурно-зеленой до красной. Это обусловлено тем, что кроме хлорофилла (а и d) есть красные и желтые пигменты (каротины, ксантофиллы, фикоэритрины), которые маскируют его. Хлорофилл d характерен только для красных водорослей. Багряный цвет придает особый пигмент – фикоэритрин. Красные пигменты позволяют водорослям уловить слабый свет на больших глубинах (до 250 м). На мелководье преобладает лазурно-зеленая окраска, обусловленная синим пигментом фикоцианом.

Клетки покрыты двухслойной оболочкой: внутренняя – целлюлозная, внешняя – пектиновая. Оболочки пропитаны углекислым кальцием. Имеют одно или много ядер, один или много хлоропластов с пиреноидами. Особенностью строения является наличие у некоторых представителей особых железистых клеток. Клетки слоевища соединены парами. Запасающее вещество – багрянковый крахмал, который откладывается в цитоплазме.

Размножение половое и бесполое. Вегетативное размножение происходит редко. При неполовом размножении отсутствуют жгутиковые формы – зооспоры. В спорангиях перед образованием спор происходит мейоз. Споры и мужские гаметы пассивно переносятся водой. Половой процесс – оогамия. Зигота проходит сложное развитие, в результате которого образуются споры (карпоспоры), из которых образуется спорофит. Жизненный цикл сложный.

Представители красных водорослей

Наиболее известными представителями являются порфира, делесерия и др. Очень редко встречаются в пресных водоемах (батрахоспермум), наземных обрастаниях во влажных местах (порфиридиум). В Черном море можно встретить красные водоросли шарообразной формы – церамию, кустики, похожие на кораллы, – кораллину, шнуровидную форму – немалион.

Из разных видов багрянок получают полисахариды агар-агар, который используют в пищевой, кондитерской, бумажной, текстильной и медицинской отраслях хозяйства. Некоторые виды употребляют в пищу, на корм животным. Из красных водорослей добывают бром, йод, изготавливают препараты против свертывания крови, заменители крови и т. п.