|
К высшим относятся
растения, развитие которых сопровождается образованием зародыша, а тело
расчленено на стебель, корень и лист. Это сложные многоклеточные
организмы, клетки которых дифференцированы и образуют различные ткани,
имеющие определенное функциональное значение. Характерная черта высших
растений — наличие проводящей системы (трахеид и сосудов), обеспечивающей
обмен веществами между полярными частями организма. Отсюда возникло еще одно
название высших растений — сосудистые. К ним относятся следующие отделы:
моховидные, плауновид- ные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные.
Высшие растения — наземные организмы и особенности их
строения обусловлены приспособлением к обитанию на суше. Основные особенности
их следующие:
— возникновение и углубление различий между
спорофитом и гаметофитом, преобладание спорофита над гаметофитом (за
исключением моховидных);
— появление многоклеточных половых органов и слоя
клеток, защищающих их от высыхания;
— увеличение размеров спорофита и, как следствие
этого,— возрастающее расчленение тела, вызванное необходимостью увеличения
поверхности: корня — для обеспечения потребностей растения в воде и
минеральных солях, листьев — для поддержания необходимого уровня фотосинтеза;
— возникновение покровной ткани — эпидермы,
покрытой защитной пленкой (кутикулой), предохраняющей растение от высыхания;
в свою очередь, развитие кутикулы привело к образованию устьиц —
высокоспециализированных образований, регулирующих газообмен и испарение воды
растением ';
— усиление механической устойчивости стебля путем
утолщения клеточной стенки и пропитывание ее лигнином, придающим жесткость
целлюлозному остову клеточной оболочки.
Высшие растения появились на суше в конце силурийского
периода — около 415—430 млн. лет назад в виде небольших по размерам и
примитивных по строению риниофитов (ранее называемых псилофитами).
Предками первых наземных растений были зеленые водоросли,
предположительно те из них, у которых диплоидная фаза жизненного цикла
преобладала над гаплоидной (за исключением моховидных, см. ниже).
Основное направление эволюции наземных растений
заключалось в совершенствовании спорофита, в наземных условиях значительно
более жизнеспособного, чем гаметофит. Окружающие нас растения — папоротники,
злаки, разнотравье, хвойные и лиственные деревья — спорофиты. Основную часть
биомассы на Земле — около 90 % — составляют наземные растения.
ОТДЕЛ МОХОВИДНЫЕ
Моховидные, или мхи, представляют собой
обособленную группу высших растений, развитие которой привело к эволюционному
тупику. В отличие от всех других отделов высших растений, в жизненном цикле
мхов гаплоидный гаметофит преобладает над спорофитом и осуществляет функции
фотосинтеза, обеспечения водой и минеральным питанием. Это дает основание
ученым выводить происхождение моховидных от каких- то зеленых водорослей. Но
существуют аргументы и в пользу происхождения мхов от риниофитов. Вопрос этот
окончательно не решен.
Моховидные существовали уже в каменноугольном периоде и в
настоящее время их насчитывается около 25 ООО видов. Это в основном многолетние
растения, широко распространенные во влажных местообитаниях практически
повсеместно — от арктической тундры, умеренных зон северного и южного
полушарий до высокогорных лесов тропического пояса.
Обычно размеры мхов от 1 мм до нескольких сантиметров. Водные и эпифитные мхи имеют стебли до 60 см и более. По строению мхи представляют собой слоевище или же имеют стебель и листья. Характерный
признак всех моховидных — отсутствие корней. К грунту они прикрепляются одно-
или многоклеточными ризоидами, представляющими собой выросты эпидермы. Другие
ткани выражены слабо.
Одна из особенностей моховидных заключается в том, что
половое и бесполое поколения у них не разделены, а представляют одно
растение. Гаметофит развивается из гаплоидной споры. У разных видов мхов
гаметофит может быть однополым (двудомным) или двуполым (однодомным). Органы
полового размножения (гаме- тангии) образуют подвижные спераматозоиды и
неподвижные яйцеклетки. Оплодотворяется яйцеклетка в присутствии
капельно-жидкой влаги и осуществляется внутри женского полового органа. Из
сформировавшейся зиготы медленно (в течение нескольких месяиев или лет)
развивается диплоидный спорофит. Он представляет собой коробочку (спорангий),
находящуюся на гаме- тофите и получающую от него питание. В коробочке путем
мейоза образуются гаплоидные споры.
Помимо спорообразования мхам свойствен и другой вид
бесполого размножения — вегетативный. Вегетативное размножение осуществляется
с помощью выводковых почек, выводковых ветвей и многоклеточных выводковых
телец.
Отдел моховидные включает три класса, из которых будет
рассмотрен самый распространенный класс листо- стебельных, или настоящих,
мхов.
Этот класс включает около 15 тыс. видов, распространен
повсеместно и играет большую роль в растительных сообществах. К этому классу
относятся широко распространенные кукушкин лен и сфагнум ( 90). Кукушкин лен
— многолетнее растение высотой до 20 см. Широко распространен в еловых лесах, на болотах; вместе со сфагнумом принимает участие в образовании торфа.
Гаметофиты кукушкиного льна раздельнополы (двудомны). На верхушке мужского и
женского растений формируются органы полового размножения. После
оплодотворения на женских растениях образуется диплоидный спорофит —
коробочка, сидящая на длинной ножке. Коробочка имеет крышечку, которая при
созревании спор отпадает и они высыпаются наружу. В благоприятных условиях
споры прорастают и дают начало новому гаметофиту.
Сфагновые мхи — постоянные обитатели влажных
местообитаний и болот умеренной зоны северного полушария. Многие виды
беловато-зеленые (отсюда название — белый мох), относительно крупных
размеров. Стебли покрыты многочисленными листочками. Ризоиды отсутствуют. На
стеблях, в местах прикрепления листьев к ве-вям и в самих листьях расположены
бесцветные клетки с порами в наружных стенках. Это так называемые водосборные
клетки, способные поглощать большое количество воды.
Сфагновые мхи растут верхней частью побегов, нижние части
отмирают. Накопление отмерших мхов во влажной и кислой среде при отсутствии
кислорода создает условия для образования залежей торфа. Гнилостное
разложение мертвых мхов тормозится благодаря кислой среде, неблагоприятной
для развития бактерий и грибов, и выделению мхами особого антисептического
вещества — сфагнола. Запасы торфа в СССР оцениваются в 160 млрд. т. Он широко
используется в народном хозяйстве как источник топлива и как подстилка для
скота, вносится на поля в целях улучшения структуры почвы.
Мхи, как правило, животными не поедаются. Им принадлежит
важная роль в природе как накопителя влаги и регулирования водного баланса
лесов и соседних территорий.
отдел плауновидные
|
