Подцарство высшие растения. Общая характеристика. Особенности воздушной среды обитания. Особенности строения органов размножения. Основные отделы высших растений.

Высшие растения: общие сведения

Многоклеточные наземные или вторичноводные растения, тело которых имеет сложно дифференцированные системы органов и тканей. Делятся на мохообразных и сосудистые растения . Силур - ныне. Высшие растения подразделяются на две группы: споровые и семенные растения . К высшим растениям относят группу растений, тело которых расчленено на корень, стебель и листья. Многоклеточность у высших растений истинна, т.е. клетка корня отлична от клетки стебля, клетка стебля от клетки листа. У истинно многоклеточных форм, к каковым принадлежат высшие растения, клетки специализированы, т.е. несут строго определенную функцию. Однако эта специализация не абсолютна. При некоторых условиях клетки стебля могут превращаться в клетки корня, в подземных частях растений при освещении может накапливаться хлорофилл (вот почему клубни картофеля зеленеют на свету).

К высшим растениям относятся ныне вымершие псилофиты ( риниофиты ) и зостерофилловые , а из современных таксонов: моховидные , хвощевидные , плауновидные , псилотовидные ,папоротниковидные , голосеменные, покрытосеменные . Тело большинства этих растений расчленено на органы и ткани. Бесполое размножение осуществляется спорами, но спорангии многоклеточные. Уголосеменных и покрытосеменных появляется особый орган полового размножения и расселения - семя. Зигота, возникающая после слияния гамет, при половом размножении у высших растений вначале превращается в многоклеточный зародыш, затем из него развивается взрослое растение. Высшие - преимущественно наземные растения.

Несмотря на разнообразие внешнего вида, всем высшим растениям свойственен один тип полового процесса (оогамия) и два варианта одного типа смены ядерных фаз, или «смены поколений» (гетероморфные циклы развития с преобладанием либо спорофита, либо гаметофита). Во всех случаях оба «поколения» — гаметофит и спорофит — различаются морфологически, цитологически и биологически. В эволюции почти всех отделов высших растений (за исключением мохообразных) в циклах развития преобладает спорофит.

В наземно-воздушной среде обитания растет подавляющее большинство растений и почти все высшие растения. Особенностями наземно-воздушной среды являются большое количество воздуха и света, наличие ветра, во многих местах сильное колебание температуры и влажности в зависимости от времени года и суток.

16. Отдел моховидные. Общая характеристика. Классы: печеночники, листостебельные мхи и их общая характеристика. Основные представители класса. Листостебельные мхи: бриевые, сфагновые. Цикл развития и чередование поколений на примере мха-Кукушкин лен. Роль моховидных в природе и использование их человеком . Применение в медицине.

Моховидные-бессосудистые растения,у них нет развитой проводящей системы. В жизненном цикле у них преобладает гаметофит. Гаметофит представляет сосбой растение в виде побега,расчлененного на стебель и листья. Моховидные-небольшие многолетние вечнозеленые растения, у которых отсутствуют корни.К субстрату они прикрепляются ризодами. Размножение происходит бесполым, вегетативным и половым путем.

Печеночники — очень древние мхи. Они особенно богато представлены в тропиках. Один из распространенных видов печеночников — маршанция обитающая во влажных местах, не занятых травой. Это двудомное ратение,антеридии и архегонии развиваются на особых подставках. Внутри таллома маршанции нет проводящей ткани.. У нее стелющееся листовидное слоевище, ризоидами прикрепленное к почве. В слоевище наблюдается разделение ткани на основную (в нижней части тела) и фотосинтезирующую (в верхней части тела). Для маршанции характерно также половое размножение.

Печеночники имеют пластинчаты или словквищные гаметофиты. Ризоиды одноклеточные. В клетках слоевща имеюся особые образования –масляные тельца

Класс Листостебельные мхи (BRYOPSIDA, ИЛИ MUSCI)

Листостебельные мхи – самый крупный класс моховидных. Они встречаются повсеместно - от полярных пустынь Арктики до льдов Антарктиды.

Гаметофит листостебельных мхов расчленен на стебель и листья. Стебель имеет радиальное строение, на нем тесной спиралью располагаются листья. На стебле формируются органы полового размножения – антеридии и архегонии.

Спорофит (спорогон) развивается из оплодотворенной яйцеклетки и состоит из коробочки, ножки и гаустории (стопы). В коробочке формируются только споры, элатеры отсутствуют. Со споры развивается протонема (предросток) в виде длинной разветвленной нити, реже она пластинчатая.

Класс подразделяют на три подкласса: сфагновые ( Sphagnidae ), андреевые ( Andreaeidae ), бриевые ( Bryidae ).

Сфагновые мхи.

Подкласс включает один порядок, одно семейство, один род и свыше 350 видов. Растут на болотах и в заболоченных лесах, образуют сплошные покровы. В горах тропиков не образуют больших зарослей.

Стебель в центре имеет сердцевину из паренхимных клеток, а за ней идет древесинный цилиндр, окружающий сердцевину, из клеток, окрашенных в бурый цвет (придает стеблю прочность). Снаружи стебель покрыт эпидермисом (гиалодермисом) из мертвых пустых клеток.

Веточные листья сфагнума ланцетные или яйцевидно-ланцетные, однослойные, без центральной жилки. Стеблевые листья сфагнума по форме отличаются от веточных и имеют важное систематическое значение.

Взрослые растения сфагнума лишены ризоидов. Дернина сфагнума ежегодно отмирает в нижней части и продолжает свой рост вверх.

Сфагновые мхи бывают однодомными и двудомными.Из оплодотворенной яйцеклетки формируется спорогон. Он состоит из шаровидной коробочки, которая ниже, после небольшой перетяжки, переходит в ножку. Споры сфагнума крупные,поркрытые толстой желтой экзиной.Из спор сфагнума вырастают предростки.

Бриевые мхи. У них отсутсвуют водоносные клетки в листьях и на поверхноти стебля. Зеленые мхи характеризуются хорошо развитой нитевидной, разветвленной протонемой. Один из представителей зеленых мхов – кукушкин лен обыкновенный ( Polytrichum commune ).

Распространен в хвойных лесах, на окраинах болот. Он имеет простой, неветвистый, прямостоячий стебель длиной 30-40 см. Стебель густо покрыт линейно-шиловидными листьями. В нижней части стебля листья более мелкие, бурые. Ниже стебель становится бурым

. В середине стебля проходит концентрический проводящий пучок – зачаточная стель. За ксилемой в 1-2 слоя расположено "крахмальное влагалище". Клетки его заполнены крахмальными зернами.

Мхи, способные впитывать и удерживать большое количество воды, играют существенную роль в регулировании водного баланса ландшафтов на значительной территории. Кроме того, они обеспечивают равномерный переход поверхностного стока вод в подземный, предохраняя почву от эрозии

Некоторые моховидные (сфагнум) обладают антибиотическими свойствами и находят применение в медицине. Из мхов можно получать прессованные плиты для строительства. Более широко мхи, а также торф применяются в сельском хозяйстве. Наконец, широко эксплуатируются торфяные залежи как источник топлива.

Кукушкин лен — многолетнее растение, представитель зеленых мхов. Он встречается на болотах и в еловых лесах; имеет коричнево-зеленый стебель высотой 15 — 20 см, на котором спирально располагаются узкие зеленые листья.

Кукушкин лен фиксируется в почве ризоидами, которые поглощают воду с растворенными в ней минеральными солями, а в хлоропластах листьев идет процесс фотосинтеза. Жизненный цикл мха сложный: в нем происходит чередование двух поколений — спорофита и гаметофита. Гаплоидная спора прорастает на влажной почве, образуя зеленую ветвящуюся нить. Из этой нити вырастают листостебельные растения — гаплоидные гаметофиты. На женских гаметофитах в особых органах — архегониях — образуются яйцеклетки, в мужских — антеридиях — сперматозоиды. Оплодотворение возможно только при наличии влаги, которая обеспечивает продвижение мужских гамет к яйцеклетке, и происходит обычно в период обильных дождей. Из двух гаплоидных гамет на верхушке женского растения образуется диплоидная зигота. Через год из нее развивается диплоидный спорофит — коробочка на длинной ножке. Коробочка представляет собой спорангий, имеет крышечку и войлочный колпачок. Путем мейоза в спорангии образуются гаплоидные споры. Созрев, споры высыпаются из коробочки и, попав в благоприятные условия, прорастают, давая начало новому гаметофиту. Нити, развивающиеся из спор мха, похожи по строению на нитчатые зеленые водоросли, что указывает на родство этих двух групп растений.