в чем проявляется многообразие растений

Многообразие растений. Основные отделы растений. Классы Покрытосеменных. Роль растений в природе и жизни человека

Содержание:

Предки растений или псилофиты вышли на сушу около 450 млн. лет назад. С этого момента началось их стремительное шествие по планете Земля. Появились гигантские папоротники, хвощи, плауны, затем пришла очередь голосеменных и покрытосеменных растений. Прогресс растительного мира продолжался тысячелетиями и привел к образованию 350 тыс. видов представителей флоры. Это основные продуценты на нашей планете, которые обеспечивают другие организмы питанием и образуют в процессе фотосинтеза кислород – основной элемент, участвующий в процессе дыхания.

Многообразие растений

Систематика предлагает следующую классификацию растительного царства:

Это наиболее удобная и простая схема демонстрирует стройную картину растительного мира и ее постепенное усложнение в процессе эволюции. Чтобы разобраться в таксономических группах и особенностях строения, рассмотрим основные отделы растительного царства.

Основные отделы растений

Подцарство Низшие растения

Отдел Водоросли

Подцарство низших растений, образованное водорослями, появилось во времена, когда Землю покрывали моря. Водоросли не случайно выделили в отдельное подцарство, поскольку они сильно отличаются от своих «зеленых собратьев»: тело образовано слоевищем или талломом и не делится на ткани и органы, полностью зависят от водной среды.

Водоросли размножаются тремя способами:

Среди водорослей распространены одноклеточные виды и колониальные формы. Сине-зеленые водоросли (цианобактерии) не имеют оформленного ядра и относятся к прокариотам или доядерным организмам. Остальные представители подцарства – эукариоты. Питание простое:

Еще одна схема по систематике показывает классы водорослей, каждый их которых отличается особенностями строения. Это огромное подцарство, которое заполняет океаны, моря, реки, водоемы.

Водоросли производят до 80% органических соединений, необходимых в пищевых цепях. Это основные продуценты биомассы. Их роль этим не ограничивается:

Отдел Лишайники

Комплексная природа лишайников помогает сохранить жизнедеятельность в самых неблагоприятных условиях. Они способны получать питание из воздуха, росы, тумана, частичек пыли, дождя, а не только из почвы. Их можно встретить в условиях, мало пригодных для жизни: на скалах, крышах домов, старой древесине, стеклянных и пластиковых поверхностях.

Тело лишайника сплетено из особых нитей – гиф, между которыми расположены клетки водорослей. Они находятся под верхним корковым слоем, который защищает их от пересыхания. Гифы образуют утолщения, которые придают слоевищу форму и устойчивость. Нити тонкими «мостиками» соединены с водорослями, что позволяет извлекать нужные каждому организму продукты.

Систематики насчитали 20 тыс. видов лишайников. Они делятся на:

Лишайники размножаются вегетативно, с помощью кусочек слоевищ или спор. Под слоевищем образуются соредия и изидия (водоросли, опутанные нитями гиф). При нарушении коркового слоя они разносятся ветром и меняют местообитания. Лишайники растут очень медленно и живут столетиями.

Подцарство Высших растений

Отдел Мохообразные

Представлен 20 тыс. видов. Это наземные многолетние растения, устроенные довольно просто. Их характерные черты:

Это древняя группа организмов существовала еще в каменноугольном периоде. Многолетние растения всегда любили влажные местообитания. Леса, болота, сырые луга – основное их «пристанище». Это источник биомассы, способной накапливать и удерживать воду. По строению и образу жизни – промежуточное звено между низшими и высшими растениями, тупиковая ветвь эволюции.

Мохообразные делятся на классы:

Размножение происходит бесполым, половым и вегетативным способом. Половое размножение устроено довольно сложно. Общий процесс изображен на рисунке 1:

На заметку: Способны задерживать влагу в теле, благодаря чему происходит заболачивание почв. Накапливают (собирают в себя) тяжелые металлы и радионуклиды. Обладают антисептическими свойствами и выделяют консерванты, поэтому в глубоких слоях болот находят хорошо сохранившиеся останки людей, животных, предметы быта.

Отдел Плауновидные

Это высшие споровые растения, которые достигли расцвета в каменноугольном периоде. В те времена они представляли собой плауны-колоссы, достигая в высоту 40 м. Древовидные плауны исчезли в палеозое, их законсервированные вымершие остатки дали начало каменноугольным отложениям. Относятся к травянистым многолетним вечнозеленым растениям, способным жить до 100 лет. Растения поселяются на земле и стволах деревьев.

Местообитание – хвойные леса. Для Плауновидных характерен медленный рост: взрослого возраста они достигают к 20 годам. Их разнообразие невелико и составляет около 1400 видов. Примеры представителей этого растительного отдела:

На верхушках ветвей у плауна годичного находится один колосок. Это вид, который чаще других встречается на просторах России.

На верхушках ветвей у плауна булавовидного по 2–3 колоска. На популяцию растения отрицательно влияет то, что его собирают в декоративных целях (из него изготавливают венки, гирлянды для украшения домов), и после этого он восстанавливается очень медленно.

У баранца обыкновенного споры образуются на верхней стороне листьев. Растение ядовито.

У дифазиаструма сплюснутого листья чешуйчатые, очень маленькие и плотно прижатые к веточкам.

Среди плаунов встречаются ядовитые растения, поэтому животные ими не питаются. Из спор некоторых плаунов готовят натуральную детскую присыпку (тальк), а также лечат кожные высыпания. В промышленности готовят желтую и зеленую краски.

Отдел Хвощевидные

К предкам хвощей относятся псилофиты (первые растительноподобные организмы). Известны гигантские ископаемые формы, которые формировали леса наряду с хвощами и плаунами до каменноугольного периода (300 млн. лет назад). Современных видов всего 30 и произрастают они во влажных лесах Северного полушария.

Это многолетние травянистые растения, которые характеризуются:

Весной из корневищ на поверхности появляются бурые побеги со спороносными колосками. Когда споры вызревают и осыпаются, побеги хвоща отмирают и на их месте вырастают зеленые побеги спорофита, или вегетативные побеги. Они сильно ветвятся и покрыты чешуйчатыми листьями. В новых побегах идет процесс фотосинтеза, спорообразование для них не характерно.

Это интересно: В отличие от большинства растений хвощи не приносят весомой пользы человеку. Их рассматривают как злостные сорняки, вредные и ядовитые свойства которых исключают их использование в качестве кормовой базы для животных. Только хвощ пестрый – кормовая культура для северных оленей.

Отдел Папоротниковидные

Папоротники ведут свое происхождение от риниофитов, которые появились в девоне. Гигантские растения занимали огромные площади, образуя непроходимые леса в каменноугольном периоде. В те времена, они составляли конкуренцию хвощам и плаунам.

Сейчас, это травянистые растения высотой 30-90 см, которые встречаются в лесах умеренной зоны и деревянистые – в тропиках южных широт. Относятся к многолетникам и живут до 300 лет. Некоторые экземпляры достигают более «почтенного» возраста. Систематики насчитывают 10 тыс. видов папоротников.

Основные черты развития:

На нижней части листовой пластинки находятся спорангии (коричневые пятнышки, расположенные рядами). В них, путем мейоза, формируются гаплоидные споры. Споры попадают в почву, образуя заростки (гаплоидные гаметофиты). Они видны в виде зеленой пластинки с ризоидами.

На заростках появляются гаметангии: антеридии и архегонии. В водной среде сперматозоиды из антеридиев перемещаются в архегонии: происходит оплодотворение яйцеклетки. Из зиготы вырастает новый папоротник – диплоидный спорофит. Таким образом, половое размножение происходит со сменой поколений.

Общий процесс размножения изображен на схеме:

Папоротники находят широкое применение:

На заметку: Среди папоротников к наиболее распространенным относится щитовник мужской. Существовали семенные папоротники, но они вымерли, став родоночальниками отдела голосеменных.

Отдел Голосеменные

Таксон насчитывает всего 700 видов и ведет свое происхождение от древних папоротников. Получили широкое распространение в палеозое и мезозое. В каменноугольном периоде климат изменился: стало суше и заметно похолодало, поэтому господствующие папоротники, хвощи и плауны вымерли, а голосеменные сохранились благодаря ряду приспособительных особенностей.

Наиболее характерные черты:

Представители Голосеменных:

Семя развивается в семяпочке или семезачатке (мегаспорангии). В ней формируется женский гаметофит, образуется яйцеклетка и происходит процесс оплодотворения. Формируется зародыш, а семязачаток превращается в семя. Для оплодотворения не нужна вода и это огромный эволюционный прогресс, хотя сам процесс оплодотворения довольно сложен. Мужские гаметы, которые находятся внутри микроспоры, не имеют органоидов движения. Оплодотворение происходит за счет пыльцы (мужские шишки), которая переносится ветром на семенные (женские) шишки. Для голосеменных характерно семенное размножение.

Семя состоит из зародыша, гаплоидного эндосперма и семенной кожуры. Распространяются у большинства ветром, у некоторых (у тисса, можжевельника) — животными.

Итог вышесказанного: голосеменные – это обоеполые растения, опыляемые ветром. На одном растении образуются мужские и женские шишки. Гаметофиты состоят из пыльцевых зерен и яйцеклеток. Основная форма жизни – это спорофит, представленный кустарниковой или древовидной формой.

Отдел Голосеменных растений делится на следующие классы:

К сведению: Современные голосеменные имеют листья-хвоинки, которые не опадают. Исключением является лиственница – листопадное дерево. У нее мягкие и плоские листья, расположенные в виде пучков. Древние голосеменные – саговники обладают крупной листовой пластинкой.

Отдел Покрытосеменные

Появились позже других, но обладают наиболее «продвинутыми» чертами: могут «похвастаться» наличием цветка и плода. С середины мезозойской эры до сегодняшнего дня, они занимают лидирующие позиции в растительном царстве. Землю населяет около 300 тыс. видов цветковых растений, которые заняли все континенты и большинство экологических ниш. Это наиболее многочисленный таксон.

Покрытосеменные обладают особой организацией:

Рассмотрим жизненный цикл цветкового растения:

Покрытосеменные растения образуют два класса:

Они значительно отличаются друг от друга, имеют свои характерные особенности.

Класс двудольные растения

Обладают следующими чертами:

К двудольным растениям принадлежит огромное количество знакомых семейств. Всего класс насчитывает 200 тыс. видов.

Класс однодольные растения

Характеризуется следующими чертами:

На заметку: Чтобы точно определить принадлежность к конкретному классу, нужно найти сочетание нескольких признаков. Один признак не дает представление о принадлежности к таксономической группе.

Роль растений в природе и жизни человека

Космическая роль зеленых растений состоит:

Растения служат человеку в качестве:

Перечислить многочисленную роль растений довольно сложно. Но главное – это продуценты, источник биомассы и кислорода, без которых жизнь на Земле невозможна. Они формировались тысячелетиями и принесли человеку все самое ценное в своем составе, научили пользоваться многими процессами в деятельности (бионика), помогли выжить в непростых климатических условиях и стали основным источником пищи.

Источник

Многообразие растений

На Земле произрастает множество разных видов растений. Часто они непохожи друг на друга как по внешнему виду, так и по строению. Например, среди растений есть

многоклеточные с недифференцированным телом,

однако большинство растений имеют органы и ткани.

Но даже если растения имеют схожее внутреннее строение, они могут сильно отличаться между собой по внешнему виду. Это связано с приспособлением к конкретным местам обитания и способам жизни.

При всем многообразии растений одноклеточные формы характерны только для ряда водорослей. Другие водоросли многоклеточные. При этом все водоросли, и одноклеточные, и многоклеточные, относятся к низшим растениям. Это связано с тем, что у водорослей нет настоящих органов и тканей. Хотя у представителей бурых водорослей можно отметить дифференцировку тела на ткани.

Если лишайники относят к растениям, то их также считают низшими. Лишайники – особые организмы. Они состоят из клеток водоросли и мицелия гриба, вступивших друг с другом в тесное сожительство – симбиоз с элементами паразитизма гриба на водоросли.

Грибы в настоящее время не считают растениями. Они образуют отдельное царство живого мира. Кроме того, в лишайниках вместо водорослей могут быть сине-зеленые водоросли (цианобактерии), которые являются фотосинтезирующими бактериями. Это также осложняет отнесение лишайников к той или иной группе организмов.

Все остальные группы растений считаются высшими. Это мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные и покрытосеменные. В каждой группе наблюдается свое многообразие растительного мира.

Следует отметить, что в процессе эволюции (исторического развития жизни на Земле) в определенные периоды доминировали те или иные группы. Так в каменно-угольном периоде (300 млн лет назад) на суше произрастали леса, состоящие из древовидных папоротников. Был влажный и теплый климат. Когда климат стал суше и холоднее появились голосеменные, а позже и более приспособленные к сухопутному обитанию покрытосеменные растения. На сегодняшний день папоротники представлены в основном травянистыми формами, обитающие в пологе лесов.

Мхи, папоротники, хвощи и плауны называются высшими споровыми растениями. Они размножаются спорами. В их жизненном цикле представлены две стадии – гаметофит и спорофит. Клетки гаметофита содержат одинарный набор хромосом, а спорофита – двойной. В жизненном цикле мхов доминирует гаметофит, у папоротников – спорофит.

Голосеменные и покрытосеменные (цветковые) растения размножаются с помощью семян. Их относят к группе семенных растений. Семя, в отличие от споры, содержит большой запас питательных веществ. У покрытосеменных семена развиваются в завязи цветка, после созревания их окружает плод. У голосеменных семена обычно развиваются в шишках и лежат голо на их чешуях.

Голосеменные в основном представлены деревьями. Среди покрытосеменных много как деревьев, так и трав, а также других жизненных форм. В процессе эволюции травянистые формы цветковых растений появились позже и по ряду признаков имеют более сложное строение по-сравнению с деревьями.

Сегодня на Земле многообразие растений в основном формируют покрытосеменные (цветковые) растения. Их около 300000 видов.

Несмотря на все многообразие растений, у них есть два общих признака. Наличие обоих признаков у организма позволяет классифицировать его как растение. Это:

Получение органических веществ из неорганических с помощью процесса фотосинтеза, который протекает на свету. Другими словами, все растения являются автотрофами.

Клетки истинных растений содержат ядра, то есть растения – это организмы-эукариоты. Например, цианобактерии способны к фотосинтезу, но не имею ядер, поэтому их относят не к растениям, а к бактериям.

Источник