Загальна характеристика вищих рослин. Відмінності вищих рослин від нижчих

Тести

660-01. Спеціалізованим органом повітряного живлення рослини є
А) зелений лист
Б) коренеплід
В) квітка
Г) плід

Відповідь

660-02. Яку роль грають коріння у житті рослини?
А) утворюють органічні речовини з неорганічних
Б) охолоджують рослини
В) запасають органічні речовини
Г) поглинають вуглекислий газ та виділяють кисень

Відповідь

660-03. Головною функцією кореня є
А) запасання поживних речовин
Б) ґрунтове харчування рослин
В) поглинання органічних речовин із ґрунту
Г) окиснення органічних речовин

Відповідь

660-04. Яка найважливіша роль листка у житті рослини?
А) забезпечує випаровування води
Б) виконує опорну функцію
В) використовується як захисний орган
Г) поглинає воду та мінеральні солі

Відповідь

660-05. За якої умови вода може підніматися у рослині вгору?
А) за відсутності випаровування води
Б) при постійному випаровуванні води
В) тільки вдень
Г) тільки при закритих продихах

Відповідь

660-06. Основна роль листя у житті рослин –
А) дихання
Б) запасна
В) фотосинтезуюча
Г) вегетативне розмноження

Відповідь

660-07. Випаровування води листям сприяє
А) пересування мінеральних солей у рослині
Б) постачання листя органічними речовинами
В) засвоєння вуглекислого газу хлоропластами
Г) підвищення швидкості утворення органічних речовин

Відповідь

660-08. Головною функцією стебла є
А) повітряне харчування рослин
Б) запасання води та поживних речовин
В) проведення води та поживних речовин
Г) випаровування води

Відповідь

660-09. Що з наведеного нижче є пристосуванням до посушливих умов життя?
А) широке листя
Б) безліч продихів
В) м'ясисті стебла
Г) стебла, що стелиться

Відповідь

660-10. Гриби, що утворюють мікоризу, одержують від коріння рослин
а) воду
Б) антибіотики
в) мінеральні солі
Г) органічні речовини

Відповідь

660-11. Роль стебла в житті рослини полягає в
А) зміцнення рослини у ґрунті
Б) утворенні органічних речовин
В) пересування речовин по рослині
Г) поглинання води та мінеральних солей

Біосфера Землі включає щонайменше 5 (швидше 20 і навіть 50) млн. різних видів живих істот. Багатий та різноманітний рослинний світ (понад 500 тис. видів). Нерідко царство Рослини (Vegetabilia, Plantae або Phytobiota) поділяє на три підцарства: Червоні водорості, або Багрянки (Rhodobionta), Справжні водорості (Phycobionta) та Вищі рослини, або Зародкові організми (Embryobionta). Два перші підцарства відносять до нижчих рослин (слойові, або таломних рослин - Thallophyta). Ця група поєднує найбільш просто організовані рослини (одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні), що мешкають у водному середовищі, особливо в морях і океанах. У деяких сучасних системах органічного світу вона має лише історичне значення, оскільки раніше еукаріотичні одноклітинні, рухливі форми, а зараз і всі нижчі рослини нерідко включають до царства Протисти (Protista).

Вищі рослини називають також пагонові, або листостебельні (Cormobionta, Cormophyta); тіломні (Telobionta, Telomophyta); наземні рослини.

Для підцарства Вищі рослини характерні такі основні особливості.

Переважно наземний спосіб життя. Вищі рослини – жителі повітряного середовища. У результаті тривалого еволюційного процесу виникли нові види, пристосовані до життя наземних умовах. Наявність водних форм серед вищих рослин (рдест, елодея, водофарб та інші) – явище вторинне.

Вихід до умов наземного проживання дав сильний поштовх до перебудови всієї організації рослини. У наземних умовах покращилося освітлення рослин, що активізувало процес фотосинтезу, призвело до збільшення асимілятів, обсягу рослин у цілому, викликало необхідність їхнього подальшого морфологічного розчленування. Вегетативне тіло рослини виявилося розділеним на дві частини (наземну та підземну), що виконують різні функції. Таким чином, для вищих рослин характерне морфологічне розчленування на два основні вегетативні органи: корінь і втеча. Стебло і листя є компонентами втечі (як органами одного порядку). Всі листостебельні вищі рослини відносяться до морфологічної групи - пагони. Серед сучасних рослин цієї групи переважають високоорганізовані форми, які добре пристосовані до різноманітних життєвих умов суші. Для них характерні численні видозміни основних органів та їх компонентів (клубні, столони, колючки, вуса, лусочки, цибулини та інші). Є й цілий ряд примітивних представників із більш простою організацією, які не мають коріння. Листостеблові мохоподібні (зозулин льон та інші) – первинно безкореневі рослини. Для поглинання води вони формуються ризоиды. Пухирчатка - вдруге безкореневе рослина (живе у верхніх шарах води).

Не всі вищих рослин також надземна частина розчленована на вегетативні органи. Печінкові мохи часто представлені стелиться по землі і прикріпленою до неї ризоїдами зеленою пластинкою, що дихотомічно гілкується. Вони становлять морфологічну групу талломних, або слайових рослин.

Для вищих рослин характерна складніша анатомічна диференціація тканин. Повітряне середовище відрізняється великою мінливістю багатьох екологічних факторів, їх більшою контрастністю. У наземних умовах рослин розвинулася складна система покривних тканин. Найважливішою спеціалізованою покривною тканиною, без якої неможливе освоєння суші, є епідерма. В еволюційному плані вона має дуже давнє походження. Тіло вже перших відомих наземних рослин (рініофітів) було покрито епідермою, що має продихи для регуляції газообміну та транспірації. Надалі сформувалися вторинні (перидерма) та третинні покривні (ритідом) тканини.

У наземному середовищі більшість вищих рослин найбільш складний розвиток отримали також комплекси провідних, механічних, видільних, внутрішніх прикордонних та інших типів тканин.

Для нормального функціонування підземних та надземних органів необхідне швидке пересування води, мінеральних та органічних речовин. Це досягається розвитком спеціальних провідних тканин усередині тіла вищих рослин: ксилеми, або деревини, флоеми, або лубу. У висхідному напрямку, по ксилемі, пересувається вода з розчиненими в ній мінеральними речовинами, що поглинаються з ґрунту корінням і органічними, що виробляються самим корінням. У низхідному напрямку, по флоемі, переміщуються продукти асиміляції, переважно вуглеводи. Формуються спеціалізовані водопровідні елементи ксилеми – трахеїди, та був трахеї, чи судини. Кільчасті та спіральні трахеїди та судини складають протоксилему, порові, з різними типами бічної поровості (сходової, супротивної, чергової, іноді безладної) – метаксилему. Найбільш древній тип порових трахеїд – сходові. Вони властиві метаксилемі більшості вищих спорових рослин.

Серед спорових рослин сходові судини є у метаксилемі деяких папоротей (наприклад, у орляка). Судини зустрічаються також у вторинній ксилемі високоорганізованих голонасінних (ефедри, гнетуму та вельвічії). Однак у зазначених папоротей та голонасінних судини нечисленні і основне функціональне навантаження несуть трахеїди. Вони були виявлені вже у рініофітів.

Вважається, що елементи, що транспортують продукти асиміляції в процесі еволюції рослинного світу, з'явилися раніше водопровідних. У ринії виявлені подовжені тонкостінні клітини з плазмодесменними канальцями та порами, які, можливо, брали участь у проведенні розчинів органічних речовин. У листостеблових мохів цю функцію виконують довгі тонкостінні клітини, трохи розширені на кінцях. Декілька таких клітин складають поздовжній однорядний тяж. Іншим вищим споровим і голонасінним властиво утворення ситоподібних клітин. Тільки у покритонасінних рослин формуються ситоподібні трубки, членики яких виникли із ситоподібних клітин. Процес їх перетворення аналогічний процесу перетворення трахеїд на членики судин. Ситоподібні трубки ефективніше, ніж ситоподібні клітини проводять продукти фотосинтезу. Крім того, кожен членик їх супроводжується однією чи кількома клітинами-супутницями.

Провідні елементи, механічні тканини та паренхіма групуються в закономірні поєднання – судинно-волокнисті пучки (радіальні, концентричні, колатеральні, біколатеральні). Найбільш поширеними є колатеральні, відкриті (дводольні) і закриті типи (однодольні) рослини. Виникає центральний циліндр - потолок, спочатку у вигляді найпростішої протостелі. Надалі, у зв'язку зі збільшенням та ускладненням структури стебла, формуються сифоностела, диктіостела, еустела та атактостела.

У вищих рослин сильний розвиток отримали також механічні тканини. За життя у водному середовищі потреба у цих тканинах була невелика, оскільки вода добре підтримувала їхні тіла. У повітряному середовищі, щільність якого у багато разів менша за водну, механічні тканини забезпечують опір рослини статичним (сила тяжіння) і динамічним (тобто швидко мінливим) навантаженням (пориви вітру, удари зливи, впливу тварин тощо). У процесі еволюції спеціалізовані механічні тканини (склеренхіма і коленхіма) виникли та розвинулися у зв'язку з прогресуючим розчленуванням та збільшенням маси рослин.

Як і органи, тканини з'явилися і розвинулися не одразу. Таломні вищі рослини позбавлені розвиненої провідної системи. Механічні тканини також погано розвинені. Маючи невеликі розміри, мешкаючи у вологих умовах, міцність цих рослин великою мірою забезпечується пружністю оболонок, що їх живих клітин, насичених водою. Вивчення вимерлих копалин рослин відкриває цілі ряди проміжних форм, що показують виникнення та етапи розвитку тих чи інших органів та тканин.

Суперечки вищих рослин мають складнішу будову, ніж у нижчих рослин (водоростей). Вони нерухомі, без джгутиків. Суперечки вищих спорових рослин (мохоподібних, плауноподібних, хвощеподібних, папоротеподібних і псилотоподібних) покриті багатошаровою клітинною оболонкою (спородермою). Вона складається з двох основних шарів: твердого зовнішнього (екзоспорій) та тонкого внутрішнього (ендоспорій). Характерною особливістю екзоспорії, що складається з целюлози, є наявність спороллініну – високомолекулярної сполуки, що має виняткову стійкість; близького за фізичними та хімічними властивостями до кутину. У нижчих рослин формуються зооспори та апланоспори (позбавлені джгутиків). Вони не мають полісахаридної оболонки. Екзоспорій відрізняється надзвичайною міцністю, водонепроникністю, стійкістю до високих температур, хімічних речовин, дії мікроорганізмів. Тому суперечки наземних рослин тривалий час можуть залишатися життєздатними (іноді десятиліттями). Це сприяє переживанню несприятливих для проростання періодів, що особливо важливо за умов наземного проживання. Завдяки мікроскопічним розмірам вони часто переносяться на значні відстані. Отже, різкі адаптивні зміни структури суперечки були необхідні за умов життя суші. За допомогою суперечок здійснюється розселення видів та перенесення несприятливих умов. Оболонки спор (особливо її зовнішні шари) також добре зберігаються в геологічних пластах, у викопному стані. Багато давно вимерлих рослин відомі лише за залишками їх спородерми.

Більш примітивні вищі рослини продукують однакові суперечки (ізоспори) як за розмірами, так і фізіологічними особливостями (морфологічно рівноспорові рослини). У сприятливих умовах ізоспори "проростають" - діляться, формуються двостатеві заростки (гаметофіти). У плаунів, хвощів, папоротей та псілотів вони проживають самостійно, незалежно від спорофіту. Харчуються по-різному: автотрофно, (наземні, зелені), мікотрофно - симбіоз з грибами (підземні, безбарвні) і міксотрофно (напівпідземні) заростки.

Однак серед наземних рослин чимало морфологічно різноспорових форм, у яких утворюються суперечки, що різняться за розмірами та завжди за функціональними особливостями (гетероспори). Дрібні за розмірами суперечки (мікроспори) при проростанні дають початок чоловічим заростям, великі (мегаспори) – жіночим. Утворюються вони на одній або на різних особинах, відповідно в мікро- та мегаспорангіях.

Для сучасних хвощів характерна фізіологічна різноспоровість. Однакові суперечки на різних по трофності та водозабезпеченості субстратах формують різні типи заростків – чоловічі (при поганих умовах зростання), жіночі та обох статей (при сприятливих). Це пов'язано з тим, що яйцеклітина накопичує поживні речовини, необхідні для зародка, що розвивається після запліднення. Фізіологічна різноспоровість сучасних хвощів є «відлунням» морфологічної різноспоровості предків.

У процесі еволюції різноспоровість супроводжується редукцією заростків, особливо чоловічих. Часто вони складаються лише з єдиної клітини вегетативного тіла та одного антеридія. Жіночий заросток, окрім утворення яйцеклітини, повинен забезпечити збереження зиготи та розвиток зародка, який на ранніх етапах не здатний до самостійного проживання. У різноспорових плауноподібних і папоротеподібних заростки розвиваються всередині мегаспори або частково виступають за межі оболонки. Вони більш надійно захищені, ніж обох статей заростки морфологічно рівноспорових рослин. Мегаспори плауноподібних і папоротеподібних здійснюють також функцію розселення видів. У насіннєвої рослини мегаспора ніколи не залишає материнського спорофіту.

Для наземних рослин характерно формування принципово нових багатоклітинних репродуктивних органів, або органів безстатевого та статевого процесів (тобто спорангіїв та гаметангіїв). Це пов'язано із захистом суперечок та гамет від зовнішнього впливу в умовах складного наземного довкілля. Відбувається стерилізація зовнішніх шарів (формується стінка); тільки внутрішні тканини здатні до утворення спор та гамет. Стінка міцно утримує вологу і оберігає суперечки, що розвиваються, і гамети від висихання. Ця особливість є однією з найважливіших за умов наземного існування.

Стінка спорангія буває одношаровою або багатошаровою. Кількість суперечок у спорангіях по-різному. У рівноспорових вищих рослин у спорангії дуже рідко утворюється лише 8 спор, зазвичай – щонайменше 32 спор. У багатьох – удвічі чи вчетверо більше, у деяких примітивних папоротей – до 15000 суперечок. У різноспорових форм у кожному микроспорангии також формується щонайменше 32 микроспор. Однак, у мегаспорангії зазвичай утворюється одна мегаспора.

Органи статевого процесу вищих рослин завжди двох типів: чоловічі – антеридії та жіночі – архегонії. В антеридії утворюються чоловічі статеві клітини (чоловічі гамети) – сперматозоїди, а в архегонії – жіночі статеві клітини (жіночі гамети) – яйцеклітина. Антеридії мають овальну чи кулясту форму. Під одношаровою стінкою антеридія формується сперматогенна тканина, із клітин якої формуються джгутикові сперматозоїди. На час їхнього дозрівання за наявності вологи стінка розкривається, і сперматозоїди з допомогою джгутиків пересуваються у напрямку архегоній.

Архегонії мають колбоподібну форму. Верхня вузька частина – шийка, нижня розширена – черевце. Під захистом одношарової стінки всередині шийки розвиваються шийкові канальцеві клітини, в черевці – одна-дві черевні канальцеві клітини та велика куляста яйцеклітина. На час дозрівання яйцеклітини шийкові, черевні канальцеві клітини, і навіть верхні клітини стінки ослизняются. Частина слизу виділяється межі архегонія. Слизу містять речовини, що мають позитивну хемотаксичну дію на сперматозоїди. Вони підпливають до архегонія по слизу шийки і рухаються до яйцеклітини.

У життєвому циклі спорангії та гаметангії присвячені його різним фазам розвитку (формам, або поколінням). Спостерігається також редукція гаметангії у різноспорових форм. У всіх голонасінних редукуються антеридії, архегонії – у гнітума, вельвічії. У всіх покритонасінних гаметангії зовсім не утворюються.

У вищих рослин не утворюються ізогамети та гетерогамети (розрізняються за розмірами рухливі статеві клітини різних статей), що зустрічаються у нижчих рослин. Статева диференціація у вищих рослин посилилася і призвела до різкого диморфізму гамет. Яйцеклітини накопичують поживні речовини і тому більші та нерухомі. Сперматозоїди та спермії майже позбавлені запасних поживних речовин. Таким чином, для вищих рослин характерні анізогамети, що відрізняються за розмірами, ступенем рухливості.

Диморфізм гамет має велике біологічне значення. Нерівномірний розподіл поживних речовин між чоловічими та жіночими гаметами забезпечує більше злиття гамет, ніж при рівномірному розподілі між гаметами однієї і тієї ж маси поживних речовин. У процесі еволюції рослин диморфізм гамет посилювався.

З посиленням статевої диференціації кількість чоловічих гамет у гаметангії зросла, а кількість жіночих гамет, навпаки, поменшало. Виник архегоній з однією великою і нерухомою яйцеклітиною. Велика кількість яйцеклітин в архегонії може бути лише в аномальних випадках. Збільшення кількості сперматозоїдів підвищило ймовірність статевого процесу. Воно супроводжувалося зменшенням їх розмірів, що сприяло пересування сперматозоїдів у найтонших плівках води. Концентрація поживних речовин у одній великій яйцеклітині сприяє розвитку повноцінного потомства.

Для наземних рослин характерна оогамія. Процес запліднення (сингамія) відбувається всередині архегонія. У примітивних вищих рослин запліднення відбувається у сиру погоду, під час дощу чи рясної роси. Рухливі чоловічі гамети зі джгутиками (сперматозоїди) пересуваються самостійно в плівці води та досягають архегоніїв. У більшості голонасінних і у всіх покритонасінних рослин, як результат пристосування до життя в умовах суші, виник особливий різновид оогамії – сифоногамія. Чоловічі гамети втрачають рухливість. Процес запліднення відбувається без наявності краплинно-рідкого середовища. Функцію доставки та захисту чоловічих гамет здійснює сам гаметофіт (пилкове зерно), завдяки формуванню пилкової трубки. Ці досягається більша надійність здійснення процесу запліднення.

В результаті статевого процесу утворюється зигота, яка дає початок багатоклітинному зародку вищих рослин. Як і зигота, усі клітини зародка характеризуються диплоїдним набором хромосом, що містить спадковий матеріал батьків нетотожної генетичної природи. Це забезпечує появу різноріднішого в генетичному відношенні потомства завдяки перекомбінації батьківських генів. Створюються сприятливі умови для природного відбору. Саме в цьому полягає біологічна роль статевого процесу.

Зародок – молодий спорофіт наступного покоління. Надалі поступово формується дорослий спорофіт. Особливість вищих рослин – наявність багатоклітинного зародка – дала можливість німецькому ботаніку В. Циммерману, радянському – А. Тахтаджяну та американському – А. Кронквісту назвати підцарство вищих рослин – зародкові організми (Embryobionta).

У вищих рослин на критично ранніх стадіях молодий зародок (спорофіт) розвивається всередині жіночої гаметангії під захистом материнської особини. У вищих спорових материнським організмом є гаметофіт, а у насіннєвих рослин – сам спорофіт (оскільки гаметофіт вкрай редукований).

Для вищих рослин характерний гетероморфний цикл життя (рис. 1). У спорових рослин він продовжується від суперечки до суперечки, у насіннєвих – від насіння до насіння. Включає два репродуктивні процеси: безстатевий (спороутворення) і статевий. Характерною рисою вищих рослин є наявність правильної зміни фаз розвитку, або чергування поколінь: статевого (гаметофіта = заростка = гаплонта = гаплофази) та безстатевого (спорофіта = диплонта = диплофази). Як зазначено вище, у багатьох вищих рослин (плауни, хвощі, папороті та ін.) ці покоління є як би окремими фізіологічно самостійними організмами, а репродуктивні процеси роз'єднані не тільки просторово, а й у часі.

Мал. 1. Схема життєвого циклу морфологічно рівноспорової рослини – плауна булавовидної (Lycopodium clavatum): 1 – спорофіт (доросла рослина); 2 – спорофіл зі спорангієм; 3–6 – розвиток спор із материнської клітини (спороциту) шляхом мейозу; 7 – суперечки; 8 – проростання суперечки; 9 - двостатевий гаметофіт (заросток); 10 – антеридій; 11 - сперматозоїд; 12 - архегоній з яйцеклітиною; 13 - архегоній з яйцеклітиною та сперматозоїдом; 14 - поділу зиготи (розвиток зародка); 15 - залишки заросту; 16 – молодий спорофіт.

1–7,14,16 – органи та структури спорофіту; 8–13,15 – органи та структури заростка.

У мохів і, особливо в насіннєвих рослин одне з поколінь підпорядковане іншому та у фізіологічному відношенні як би зведено до його органу. У мохів домінує гаметофіт, у решти вищих рослин – спорофит, досягає нерідко великих розмірів. У всіх вищих рослин місце редукційного поділу (мейозу) – при освіті суперечка. З однієї диплоїдної материнської клітини спор утворюється зошит гаплоїдних спор (4 мейоспори).

Сапрофіт завершує онтогенетичний розвиток утворенням багатоклітинного спорангію зі спорами. Більшість вищих рослин, крім мохоподібних, спорангії виникають спеціальних органах – спорангофорах (носіях спорангиев). Походження, будова та форма спорангіофорів різноманітна. Найчастіше вони мають плоску листоподібну форму, їх називають спорофілами.

Після проростання гаплоїдних спор формується статеве покоління гаплоїдів – гаметофіт. Тільки у мохоподібних зі спор розвивається протонема (предросток) – нитчасте або пластинчасте утворення, яке дає початок гаметофіту. Цикл повторюється.

На відміну від нижчих рослин, суперечки у вищих рослин не здійснюють процес розмноження (відтворення собі подібних). Навіть у тих випадках, коли суперечки (у морфологічно рівноспорових) та мегаспори (у морфологічно різноспорових) рослин виконують функцію розселення з них формуються обох статей, або жіночі гаметофіти (заростки) – покоління, які за своїми морфологічними, цитологічними та функціональними особливостями різко відрізняються від спорофіту , у спорангіях якого воно сформувалося.

Не властиво вищим рослинам та статеве розмноження. З зиготи не розвивається особина, подібна до батьківських, а наступне покоління гетероморфного життєвого циклу – спорофіт.

Поява нових особин виду здійснюється лише внаслідок поєднання двох репродуктивних процесів – спороутворення та статевого процесу. У вищих спорових рослин розмноження здійснюється в результаті гаметоспорії (якщо домінуємо гаметофіт - мохоподібні) або споро-гамії (якщо домінує спорофіт - інші спорові), (Сауткіна, Поліксенова, 2001). У вищих спорових рослин спороутворення та статевий процес роз'єднані просторово та протікають на різних поколіннях.

У процесі еволюції насіннєвих рослин виникає великий ароморфоз – з'являється мегаспорангій (мегасинангій) особливого типу – сім'язачаток (насінин). Процеси утворення мегаспор, жіночого гаметофіту, формування гамет (яйцеклітин), запліднення, розвитку зародка протікають в єдиному органі. У результаті сама сім'япочка перетворюється на насіння. Спороутворення та статевий процес вже не відокремлені, і на їх основі виникає особливий тип розмноження – насіннєве. У покритонасінних рослин ці процеси поєднані не лише просторово, але й у часі. Обидва процеси дуже швидко йдуть один за одним, практично без перерви. Заростки сильно редуковані, різко скорочені періоди розвитку. Покритонасінні рослини яскраво демонструють кінцевий результат різноспоровості – скорочення тривалості життєвого циклу. Мегаспора також втратила здатність розселення виду, цю функцію виконує насіння.

Більшості вищих рослин властиво вегетативне розмноження. Виняток становлять багато голонасінних, а з покритонасінних – однорічні та дворічні рослини. Форми природного вегетативного розмноження дуже різноманітні і часто спеціалізовані, особливо у покритонасінних рослин. Вищі рослини можуть розмножуватися за допомогою вегетативних органів (таломів, коренів, пагонів) та їх частин. Широко поширена неспеціалізована форма вегетативного розмноження – фрагментація, як наслідок впливу випадкових механічних чинників (вплив вітру, течій, пересування і погризи тварин та інших.), і у результаті відмирання частини клітин. Спеціалізовані форми вегетативного розмноження також широко властиві гаплоїдному та диплоїдному поколінням, при їхньому домінуванні. У спорових рослин формуються виводкові нирки, гілочки, листя, виводкові тільця, пагони, що вкорінюються, адвентивні (придаткові) нирки (папороть), підземні кореневища та інші пристосування. Дочірні організми покритонасінних рослин завжди розвиваються з нирок, які закладаються на різних частинах вегетативних органів (корені, стебла, листя). Їх закладення часто пов'язане з механічним пошкодженням органу (природним та штучним). Широко поширеними спеціалізованими органами вегетативного розмноження квіткових рослин є кореневища, підземні та надземні столони (вуси), цибулини, бульбоцибулини, бульби, кореневі шишки та інші.

Вищі рослини походять від водоростей, оскільки в геологічній історії рослинного світу ері вищих рослин передувала ера водоростей. Ці гіпотези виникли наприкінці ХІХ століття (Ф. Боуер, Ф. Фріч, Р. Веттштейн). Перші достовірні наземні рослини відомі лише з суперечок і датуються початком силурійського періоду палеозойської ери (430 млн років тому). За збереженими мікрозалишками або відбитками органів наземні рослини були описані з верхньосилурійських і нижньодевонських відкладень. Перші вищі рослини об'єднані у групу рініофітів. Незважаючи на морфологічну та анатомічну простоту будови, вони були типовими наземними рослинами. Мали кутинізовану епідерму з продихами, розвинену провідну систему, багатоклітинні спорангії зі спорами з міцними захисними оболонками. Тому можна припустити, що процес освоєння суші почався значно раніше – у ранньому палеозої (в ордовицькому чи кембрійському періодах).

Вищі рослини мають комплекс загальних особливостей, що дозволяє припустити про єдність їхнього походження від однієї предкової групи (монофілетичне походження). Проте, чимало послідовників поглядів про поліфілітичне походження, у тому числі і в рамках окремих груп вищих рослин (мохоподібних, покритонасінних). Згідно з їхніми поглядами, вихідна група водоростей мала різні типи циклу відтворення і дала дві незалежні лінії еволюції.

Тривалий час як вихідна група вищих рослин розглядалися бурі водорості (Г. Шенк, Г. Потоньє). Прихильником цих поглядів був також К.І. Мейєр. Їх характерні складні цикли розвитку, зокрема і гетероморфний. Є всі типи чергування поколінь. Це одна з найбільш складно влаштованих груп водоростей, як зовні, так і внутрішньо. Характерний багатоклітинний, нерідко складно розчленований талом на стебловидні та листоподібні органи. Багато бурих водоростей мають тканинну будову (виділяються асиміляційні, запасні, механічні та провідні тканини). У представників цього відділу зустрічаються багатоклітинні спорангії та гаметангії. Однак у природі часто діє закон «неспеціалізованого предка». До того ж, перші вищі рослини характеризувалися примітивною зовнішньою та внутрішньою будовою. Однією з труднощів для ухвалення цієї гіпотези є також відмінності пігментного складу та запасних поживних речовин: бурі водорості мають хлорофіл А і С (останній у рослин не виявлений), додатковий пігмент фукоксантин, продуктами запасу є ламінарин та шестиатомний спирт маніт (у них немає крохмалю) . Бурі водорості є виключно морськими, а не прісноводними організмами. Серед архегоніальних рослин немає представників морської флори. Тільки серед покритонасінних 20-30 видів мешкають у солоних водах. Безперечно, що це вторинні високоорганізовані рослини.

З появою нових відомостей у другій половині ХХ століття знову почали розглядати зелені водорості як предки вищих рослин (Л. Стеббінс; М. Шафедо та ін.). Як для вищих рослин, так і для зелених водоростей характерна наявність подібних пігментів (головний фотосинтетичний пігмент – хлорофіл А, допоміжні – хлорофіл В, α- та β-каротин, подібні ксантофіли), їх пластиди мають добре виражену систему внутрішніх мембран. Продуктом асиміляції (основним запасним вуглеводом) є крохмаль, який відкладається у хлоропластах, а не в цитоплазмі, як у інших фотосинтезуючих еукаріотів. У вищих рослин та деяких зелених водоростей найважливішим компонентом клітинної стінки є целюлоза. Спостерігається також схожість деяких рініофітів із деякими зеленими водоростями за характером розгалуження. В окремих сучасних хетофорових (поряд Chaetophorales) є багатокамерні гаметангії. Спостерігається також подібність до життєвих циклів деяких представників. Поряд із рухомими зооспорами, у зелених водоростей є й нерухомі апланоспори, такі характерні для вищих рослин. Мешкають вони переважно у прісноводних водоймищах, зустрічаються і на суші. Морфологічне та екологічне розмаїття, різноманітність їх життєвих стратегій дозволило їм еволюціонувати у різних напрямках. Отже, на думку більшості сучасних ботаніків, ймовірними предками вищих рослин могли бути прісноводні або солоновановодні багатоклітинні зелені водорості з гетеротрихальною (різнонитчастою) структурою талому.

Широкого поширення набула також гіпотеза походження вищих рослин від організмів, подібних до нині живих харових. Обидві групи зближує характер формування міжклітинної пектинової платівки (бере участь фрагмоплат - система мікротрубочок, що знаходяться в екваторіальній площині мітотичного веретена). Одноманітні та напрями розвитку – від центру до периферії (відцентрово). Подібний тип формування міжклітинної пластинки зустрічається і серед деяких представників класу Улотриксові, що характеризуються розмаїттям структури талому (нитчастий, рідше пластинчастий або трубчастий).

Поряд із складним морфологічним розчленуванням структури талому, харофітам властиві багатоклітинні органи статевого розмноження, як і вищим рослинам. Важливими особливостями їх є наявність стадії протонеми, або передлітка, у процесі розвитку, гаплоїдний характер талому (зиготична редукція). Мешкають вони у водоймах з прісною та солонуватою водою. Деякі приурочені до вологих наземних місцепроживання. Залишки копалин харових водоростей відомі з відкладень силурійського періоду палеозойської ери. Припускають також, що вони могли відбутися від якихось високоорганізованих каламутних зелених водоростей, схожих на сучасні хетофорові.

У літературі перекладено й інші погляди походження вищих рослин. Вважають, що предками їх могла бути якась гіпотетична група, що поєднує ознаки бурих та зелених водоростей. Відомі та інші менш поширені гіпотези.

Висловлено також припущення, що переходу водоростевого предка вищих рослин до умов наземного існування значно сприяв симбіоз із грибами (теорія симбіогенезу). Як відомо, симбіоз із грибами широко поширений у природі. На внутрішньоклітинному рівні з підземними органами (ендомікоризу) він уражає більшості вищих рослин. На початку палеозойської ери складно влаштовані багатоклітинні водорості почали заселяти прибережну сушу у складі ендомікоризної асоціації. Дослідження залишків найдавніших вищих рослин показало, що етдомікориза зустрічалася у них не рідше, ніж у сучасних. Наявність гіф гриба в тканинах підземного органу, ймовірно, сприяло більш інтенсивному використанню мінеральних речовин, особливо фосфатів, укладених у бідних поживних речовин, субстратах початку палеозойської ери. Крім того, припускають, що це могло також забезпечувати найкращі поглинання води, сприяти підвищенню стійкості вищої рослини до засихання, що дуже важливо за умов життя на суші. Аналогічні взаємини можна спостерігати з прикладу сучасних рослин, першими що заселяють вкрай бідні грунту. Види з ендомікоризою мають у таких умовах набагато більше шансів на виживання. Таким чином, не виключено, що першим оселився на суші не один організм, а симбіотичний цілий комплекс.

Передумов появи наземних рослин було кілька. Незалежний хід еволюції рослинного світу підготував появу нових та досконаліших форм. Внаслідок фотосинтезу морських водоростей в атмосфері планети збільшився вміст кисню, що дозволило розвиватися життю на суші. У протерозойську епоху (900 млн. років тому) концентрація кисню у атмосфері становила лише 0,001 від рівня, в кембрії (перший період палеозойської епохи) – 0,01, а силуре – вже 0,1. Збільшення вмісту кисню корелювало з утворенням озонового шару, який затримує частину ультрафіолетової радіації. На початкових етапах розвитку життя на Землі вона сприяла формуванню біологічних макромолекул і в той же час виступала як фактор, що обмежує еволюцію за відсутності в атмосфері достатньої кількості кисню. Воно необхідне в першу чергу для поділу ядра та клітини.

Поява наземних рослин збігається за часом з розвитком процесу метаболізму фенольних сполук, у тому числі дубильних речовин, антоціанів, флавоноїдів та ін. хімічні речовини.

Останнім часом все більше прихильників набуває гіпотеза про те, що першими сушу освоїли нижчі організми – різні водорості, гриби та бактерії, утворивши разом наземні екосистеми. Вони підготували субстрат, освоєний пізніше рослинами. Палеопочви відомі вже з раннього докембрію.

На думку відомого знавця викопної флори С.В. Мейена (1987) більш імовірно, що формування вищих рослин відбувався під час виходу водоростей на сушу, а водоростевому населенні суші. Час формування слід віднести на попередні періоди силуру.

На початку палеозойської епосі на великих територіях відбувалися великі гороосвітні процеси. Виникли Скандинавські гори, Саяни, Алтай, північна частина Тянь-Шаню та ін. Це викликало поступове обмілення багатьох морів та появу суші на місці колишніх мілководних водойм. У міру обмілення морів, багатоклітинні водорості, що заселяли мілководдя, триваліші періоди перебували на суші. Вижили ті рослини, які змогли пристосуватися до нових умов життя. Предкам вищих рослин потрібно було спочатку пристосуватися до життя в солонуватій, потім у прісній воді, в естуаріях, на мілководдях або на вологих берегах водойм.

Нове місце існування принципово відрізнялася від початкової водної. Для неї характерні: сонячна радіація, дефіцит вологи, складні контрасти двофазного ґрунтово-повітряного середовища. Одним із ключових моментів раннього етапу виходу на сушу було формування суперечок із міцними захисними покривами, оскільки дефіцит вологи був найголовнішим критичним фактором для освоєння земної поверхні. Суперечки змогли поширюватися суші вітром і переносити посушливі умови. Для розсіювання суперечки необхідно, щоб спорангії були підняті над субстратом. Тому розвиток спорофіту супроводжувалося збільшенням його розмірів. Це вимагало більшої кількості продуктів повітряного та мінерального харчування. Зумовлене цим збільшення поверхні рослини досягалося його розчленовуванням найпростішим способом – вилчастим розгалуженням надземних та підземних осей. Зі збільшенням розмірів рослин та їх диференціацією з'явилися структури, що сприяють більш ефективному вивільненню та розсіюванню суперечок. Ще одними важливими еволюційними процесами, що сприяють освоєнню суші, були біосинтез рослинами кутину і формування в цілому складної спеціалізованої тканини – епідерми з продихами. Вона здатна захистити наземні рослини від висихання та здійснювати газообмін. Вищі рослини стабілізували вміст вологи та стали відносно незалежними від коливання вологості в атмосфері та ґрунті. У нижчих наземних рослин водний обмін не стабілізовано. Інтенсивність їх життєвих процесів повністю залежить від присутності вологи в середовищі. При настанні посухи вони втрачають вологу та впадають в анабіоз.

Морфологічне розчленування наземних рослин походило від гетеротрихального талому зелених водоростей. Вважають, що їх частини, що стелиться, дали початок слайневим (таломним) формам, а висхідні – радіальним. Пластинчасті таломи в біологічному відношенні виявилися малоперспективними, оскільки викликали загострену конкуренцію за світло. Висхідні ділянки, навпаки, отримали подальший розвиток і надалі сформували радіальні осьові структури, що гілкуються.

З часу виходу вищих рослин на сушу, вони розвивалися у двох основних напрямках та утворили дві головні еволюційні гілки: гаплоїдну та диплоїдну.

Гаплоїдна гілка еволюції вищих рослин характеризується прогресивним розвитком гаметофіту та представлена ​​мохоподібними. Поряд із забезпеченням статевого процесу гаметофіт виконує основні функції вегетативних органів – фотосинтезу, водопостачання та мінерального живлення. Вони поступово вдосконалювалися, ускладнювалися, збільшуючи асиміляційну поверхню, морфологічно розчленовувалися для забезпечення харчування та утворення спор спорофітом, що розвивається. Спорофіт, навпаки, зазнавав редукції. В основному він обмежився спороутворенням і не є самостійним поколінням. Для кращого розсіювання суперечка у нього вироблялися різні пристосування.

Підлоговий процес у мохоподібних здійснюється за наявності крапельно-рідкої вологи (чоловічі рухомі гамети – двожгутикові сперматозоїди). Тому гаметофіт часто пов'язаний з вологими місцем проживання і не може досягти великих розмірів. Гаплоїдний гаметофіт також має менший генетичний потенціал, ніж диплоїдний спорофіт. Тому лінія еволюції вищих рослин із домінуванням гаметофіту є бічною, тупиковою.

У решти вищих рослин у циклі відтворення домінує спорофит. Диплоїдний набір хромосом, поряд з активізацією асиміляції, розширив можливості формоутворювальних процесів. Спорофіт у наземних умовах виявився значно більш життєздатним.

Поворотним моментом еволюції наземних рослин була поява здатності клітин до синтезу лігніну. Вони утворили провідні та опорні тканини. Починаючи з девонського періоду, підземні частини спорофита перетворилися на коріння, що виконують функції поглинання та закріплення. На надземних частинах вищих рослин сформувалося листя. Отже, у міру збільшення розмірів тіла вищих рослин анатомічна та морфологічна диференціювання призвела до формування складних спеціалізованих тканин та органів. Це зміцнило становище вищих рослин у наземному середовищі та сприяло ефективнішому фотосинтезу. Рясне розгалуження та створення великих розмірів спорофита неодноразово призводило до колосальної продуктивності діаспор та їх ефективного розселення. У більшості рослинних угруповань суші домінують спорофіти.

Гаметофіт, навпаки, у ході еволюції поступово зменшувався та спрощувався. У рівноспорових плаунів, хвощів, папоротей гаметофіти мають вигляд крихітного недиференційованого або слабо диференційованого зеленого талому, що отримав назване заростка, або проталіум (prothallium). Максимальна редукція гаметофітів пов'язана з розподілом статей. Призначення їх обмежується у здійсненні основної функції забезпечення статевого процесу. Обидва типи одностатевих гаметофітів (чоловічий і жіночий) набагато дрібніші за гаметофіти рівноспорових наземних рослин. У різноспорових вони розвиваються під оболонкою суперечки, а у рівноспорових – поза нею.

Зменшення та спрощення одностатевих гаметофітів відбувалися у процесі еволюції прискореними темпами. Вони втрачали хлорофіл і їх розвиток відбувався з допомогою поживних речовин спорофита. Найбільша редукція гаметофіту спостерігається у насіннєвих рослин. Чоловічий гаметофіт представлений пилковим зерном, жіночий гаметофіт у голонасінних – первинним гаплоїдним ендоспермом, у покритонасінних – зародковим мішком семяпочки.

На перших етапах освоєння суші наземними рослинами було конкуренції. Одноманітність і велика кількість суперечок у геологічних відкладеннях свідчить про їх незначне розмаїття та швидке освоєння ними суші. У девонський час (400-345 млн. років тому) вищі спорові рослини диплоїдної лінії еволюції стали більш численними та різноманітними. Вперше виникає морфологічна різноспоровість. Надалі вона виникає неодноразово у різних неспоріднених групах судинних рослин. Різноспоровість має важливе біологічне значення. У більш високо організованих рослин тільки на основі гетероспорії виникають сім'язачатки, насіння та ін.

Різка диференціація рослинних форм відбулася середньому девоні. Низькорослі рініофіти змінюються деревоподібними високорослими (до 40 м заввишки) формами плауноподібних та хвощеподібних. У пізній девінський час деревоподібні рослини утворюють справжні ліси. Протягом відносно короткого періоду (пізній девон – карбон (кам'яновугільний період)) з'являються представники багатьох таксономічних папоротькоподібних груп. Вони стали панувати на придатній для проживання частини суші. Планета почала зеленіти. Цей період по праву називають часом папоротеподібних. Найбільш пишного розвитку рослинний покрив досяг наприкінці кам'яновугільного періоду. Високі деревоподібні плауноподібні (лепідодендрони, сигіллярії та ін), хвощеподібні (каламіти), папоротькоподібні та насіннєві папороті формували пишні рослинні угруповання, багато в чому схожі на рослинний світ сучасних тропіків. В цей час з'явилися сосноподібні.

Наприкінці палеозойської ери (пермський період) майже повсюдно на суші стали переважати голонасінні. Вони витіснили папоротеподібних, що панували до того часу. Найбільша різноманітність форм голонасінних існувало в мезозої (ера голонасінних). Вважають, що різка зміна флор значною мірою пов'язані з посиленням сухості клімату. Голосонасінні з більш розвиненою провідною системою виявилися більш пристосованими до умов існування, що змінилися. p align="justify"> Важливими адаптаційними особливостями характеризується процес внутрішнього запліднення за допомогою пилкової трубки, властивий багатьом представникам. І, нарешті, у них виникли сім'язачатки і насіння, що живлять зародок спорофита і оберігають його від мінливості сухопутного життя. Це головні біологічні переваги насіннєвих рослин

Ще більш адаптованими до умов навколишнього середовища є квіткові або покритонасінні рослини. Вражає різноманітність їх розмірів, життєвих форм, пристосувань до запилення, поширення діаспор, до перенесення несприятливих кліматичних періодів тощо. буд. Всі ці особливості дають можливість квітковим рослинам повною мірою реалізувати свій еволюційно-адаптаційний потенціал. Вони виявилися єдиною групою рослин, здатної до утворення складних багатоярусних угруповань (особливо в рівнинних лісах тропіків), що складаються головним чином, а іноді майже повністю з їхніх представників. Це сприяло більш інтенсивному та повному використанню довкілля, а також більш успішному завоюванню територій. Жодна група рослин не змогла виробити такого розмаїття пристосувань до певних екологічних факторів. Тільки вони зуміли вдруге освоїти морське середовище – у солоних водах морських мілководій разом із водоростями виростають десятки представників покритонасінних. З'явившись на початку крейдяного періоду мезозойської ери (про це судять за достовірно визначеними їх викопними залишками), до кінця крейди вони зазвичай домінують у більшості екосистем. За порівняно короткий період геологічного часу, що обчислюється десятком – двома мільйонами років, вони пройшли основну еволюційну диференціацію і широко поширилися по всій земній кулі, швидко досягши Арктики та Антарктиди. Їхнє панування в рослинному покриві суші триває до теперішнього часу. Від їхньої життєдіяльності залежить перебіг біосферних процесів обміну речовин та трансформації енергії, газовий склад атмосфери, клімат, водний режим суші, характер ґрунтових процесів. Більшість наземних тварин існують лише завдяки покритонасінним. Вони формують їх місце існування, пов'язані з ними різноманітними трофічними та іншими консортивними зв'язками. Багато груп тварин виникли тільки тоді, коли квіткові стали домінувати на суші. Для багатьох членистоногих (особливо комах) і деяких хребетних (особливо птахів) характерна пов'язана з покритонасінними еволюція. Людина як біологічний вид змогла виникнути і існувати тільки завдяки розмаїттю покритонасінних.

Як і в рослинному світі, паралельний напрямок еволюції спостерігається і в тваринному світі - від яйцекладних до живородячих. У рослин - від спороутворюючих до сім'яутворюючих. Насіннєві рослини витіснили спорові. Адже величезна більшість суперечок, не знаходячи сприятливих умов, гине. Суперечки немає достатнього запасу поживних речовин. Розвиток гаметофіту, процес запліднення у спорових вимагають також певних умов, які не завжди можуть бути забезпечені на суші. Насіння зазвичай мають запас поживних речовин (у голонасінних це первинних гаплоїдний ендосперм, у покритонасінних – вторинний триплоїдний ендосперм, перисперм або в самому зародку). Насіннєва шкірка, що формується найчастіше з тканин інтегументу (інтегументів) є надійним захистом від несприятливого впливу середовища. Насіння набагато пристосованіше, ніж суперечки (одна клітина). Більшість насіння характерний більш менш тривалий період спокою. Період спокою має велике біологічне значення, тому що дає можливість пережити несприятливу пору року, а також сприяє більш далекому розселенню. Насіння – найбільш пристосований орган рослини для розселення.

Тим часом гаметофітне покоління поступово зменшувалося в розмірах і ставало все більш залежним від спорофіту щодо харчування та захисту.

Таким чином, поява наземних або вищих рослин ознаменувала початок нової ери в житті планети. Освоєння рослинами суші супроводжувалося появою нових видів тварин. Сполучена еволюція рослин і тварин призвела до колосального розмаїття форм життя Землі, змінило її образ. Вищі рослини також широко використовуються людиною в господарстві та побуті. Більше того, майже всі культурні рослини, за винятком окремих червоних (порфіру та ін) і зелених водоростей (хлорела, сценедесмус та ін) є вищими рослинами.

Підцарство вищі рослини поєднує не менше 350 тис. видів. Більшість систематиків поділяють їх на 8 відділів: Мохоподібні, Ринієподібні, Плауноподібні, Хвощеподібні, Папоротьподібні, Псилотоподібні, Голосонасінні, Покритонасінні, або Квіткові рослини. Однак у сучасних академічних виданнях кількість відділів змінюється від 5 до 14. Вивчаючи викопні рослини, палеоботаніки (С.В. Мейєн та ін.) відзначають, що між плауноподібними, хвощеподібними та папоротеподібними є не поодинокі пологи, які займають проміжне положення, поєднують ознаки відділів, зближуючи їх. Тому нерідко їх поєднують в один відділ. Крім того, загальною специфікою їх циклу відтворення є послідовне чергування гетероморфних поколінь, що самостійно живуть. Ринієподібні, навпаки, нерідко поділяють на 2 або 3 самостійні відділи, мохоподібні – на 3, 4 відділи. Це стосується і голонасінних, що поділяються на 5 відділів (А.Л. Тахтаджян). Нещодавно виділено два нових відділи найдавніших насіннєвих рослин – Archaeopteridophyta та Archaeospermatophyta (Н.С. Снігурівська).

За наявності судин та (або) трахеїд представники всіх відділів, за винятком мохоподібних, нерідко називають вищими судинними рослинами (Tracheophyta). У мохоподібних розвиненої внутрішньої провідної системи немає. Голосонасінні та покритонасінні відносять до насіннєвих рослин, інші відділи – до вищих спорових. Крім мохоподібних і насіннєвих, представники інших відділів іноді об'єднують у групу спорових судинних рослин. Через редукцію архегоніїв, покритонасінні протиставляються решті відділів – архегоніальним рослинам.

Аналіз місць проживання рослин, наведених у «Визначнику вищих рослин Білорусі» показав, що у флорі Білорусі близько 1220 місцевих або аборигенних судинних рослин. В результаті порушення цілісності рослинного покриву, через активну господарську діяльність людини, відбувається збіднення природної флори та одночасно її збагачення за рахунок заносних, або адвентивних видів. Одні види заносяться випадково, особливо під час транспортних перевезень (залізничних, автомобільних, водних, авіаційних). Близько третини території Білорусі зайнято рослинами, що культивуються (харчовими, кормовими, лікарськими, декоративними, технічними). Багато хто з них проникає в синантропні місцеперебування (на пустирі, сміттєзвалища, узбіччя залізниць, шосейних і польових доріг тощо). За результатами досліджень Д. І. Третьякова адвентивна фракція флори містить понад 800 видів. Крім судинних рослин у флорі Білорусі близько 430 видів мохоподібних (Г.Ф. Риковський, О.М. Масловський). Таким чином, нині у флорі Білорусі понад 2450 видів вищих рослин.

В умовах інтенсивного використання природних ресурсів все більш актуальною є проблема охорони рослинного світу. Вона є складовою охорони навколишнього природного середовища. Це комплексна система заходів щодо раціонального використання, відновлення та множення ресурсів природи. На етапі розвитку суспільства господарська діяльність людини одна із вирішальних чинників, визначальних стан ресурсів природи. Створення наукової системи заходів, що відповідає основним закономірностям розвитку природи та суспільства та впровадження їх у практику та становить предмет охорони природи. Червона книга є основним документом, відповідно до якого здійснюється юридична охорона рідкісних видів. До Червоної книги Білорусі занесено 171 вид вищих рослин (у т. ч. 15 – мохоподібних, 12 – спорових судинних та 144 – насіннєвих: 1 вид – голонасінних, 143 – покритонасінних). Починаючи з 2000 року, проводиться робота з підготовки третього видання Червоної книги Білорусі, до якої планується включити 200 видів вищих судинних рослин. Проводиться робота зі створення Зеленої книги Білорусі, яка визначає стояння рідкісних та зникаючих рослинних угруповань. Існуюча система природних територій Білорусі, що особливо охороняються, на 1.06.2004 р. включає близько 1500 об'єктів (в т.ч. 1 біосферний заповідник, 5 національних парків, заказники республіканського та місцевого значення та ін.). Вони займають близько 8% території Білорусі, що близько до оптимального рівня за міжнародними рекомендаціями.

Органи квітки є видозміненим листям: покривне листя формують чашолистки і пелюстки, а спороутворююче листя дає початок тичинкам і маточкам. Втеча включає: а стебло б листя у вегетативні бруньки г квітки д плоди. Стеблом називається вегетативний орган рослини, який виконує численні функції: несе листя або важку крону з гілок і листя; пов'язує коріння та листя; на ньому утворюються квіти; по ньому пересувається вода з мінеральними речовинами та органічними сполуками; молоді стебла...

Якщо ця робота Вам не підійшла внизу сторінки, є список схожих робіт. Також Ви можете скористатися кнопкою пошук

Лекція 1

Органи рослин: їх функції, будова та метаморфози.

1. Корінь та кореневі системи. Метаморфози кореня.
2. Аркуш та його метаморфози.

1.Корінь та кореневі системи. Метаморфози кореня.

Вегетативними називаються органи рослин, службовці підтримки індивідуальності життя рослини (корінь, стебло, лист), називаються вегетативними. Вони перебувають у зародковому стані у кожному насінні.

Генеративні органи забезпечують процес статевого розмноження. Квітка є видозмінена нерозгалужена втеча з обмеженим зростанням, пристосована для статевого розмноження з подальшим утворенням насіння і плода. Органи квітки є видозміненим листям: покривне листя формує чашолистки і пелюстки, а спороутворююче листя дає початок тичинкам і маточкам. Особливості будови квітки пов'язані зі способами запилення.

Метаморфози вегетативних органів.

Основні вегетативні органи рослини корінь, стебло і лист. Крім типових вегетативних органів часто зустрічаються їх видозміни, що виникли у тривалому процесі еволюції. Ці явища називають інакше метаморфозом, що означає перетворення. Видозмінені органи бувають іноді настільки своєрідні, що не можна відразу визначити їхнє походження.

Іноді форма тієї чи іншої органу рослини (наприклад, корінь буряків) змінюється внаслідок діяльності.

Морфологія кореня та кореневі системи.

Корінь - спеціалізований орган ґрунтового харчування. Він виконує такі функції:

1. поглинає воду та мінеральні елементи
2. служить для закріплення у ґрунті;
3. має рухову активність (зона розтягування);
4. може мати також запасні функції, набуваючи форми кореневих бульб (жоржина);
5. виконання нових функцій призводить до виникнення: а) дихального коріння у болотних рослин; б) коріння причіпок (плющ); в) повітряного коріння орхідеї та ін. модифікацій.

Але основна функція кореня - ґрунтове харчування. Ця функція визначає особливість будови. По-перше, корінь повинен мати, можливо, велику поверхню зіткнення з ґрунтовими частинками і щільно зростатися з ними. По-друге, всмоктувальні робочі ділянки кореня не можуть залишатися на місці - вони повинні пересуватися, освоюючи все нові простори і долаючи опір щільного грунту.

Просування в щільному ґрунті стає можливим завдяки верхівковому зростанню кореня та захисним пристосуванням, що дозволяє ніжній верхівковій меристемі пробиватися між частинками ґрунту.

Всмоктувальна тканина виконує найважливішу функцію кореня грунтове харчування. Вона складається з одного шару клітин, що розташовані на поверхні молодого кореня. Весь зовнішній шар клітин, що покриває молодий корінь, називають ризодермою.

Клітини всмоктуючого шару мають тонкі оболонки і щільно прилягають до частинок грунту. Вони активно впливають на ґрунт та всмоктують необхідні речовини. Ця діяльність потребує значної витрати енергії, що забезпечується, по-перше, постійним припливом органічних речовин і, по-друге, інтенсивним окисленням цих речовин, тобто. диханням із споживанням кисню. Тому в корені добре розвинена система міжклітинників, заповнених газами та полегшуючий газообмін.

Клітини всмоктуючого шару утворюють довгі вирости - кореневі волоски, що у кілька разів збільшують поверхню кореня.

Кореневі волоски виникають лише на деякому віддаленні від кореня. Це тим, що ділянка кореня між волосками і чохликом відчувають сильне розтягнення і ковзає між частинками грунту. Будь-які нерівності та виступи на цій ділянці кореня ускладнили б проникнення в ґрунт.

Першим при проростанні насіння з'являється головний корінь, який розвивається із зародкового кореня. Головний корінь - вісь першого порядку. Від нього відходять бічні коріння, це осі другого порядку, від них йде коріння третього порядку і т.д. Через війну формується коренева система.

На рослинах зі стебла або листя часто утворюються придаткові корені. Будова та функції їх такі ж, як і у головного та бічного коріння.

Так як стебло більш товсте в порівнянні з коренем, то межа між ними зазвичай помітна. Місце переходу стебла в корінь називається кореневою шийкою, а ділянка стебла, що знаходиться між кореневою шийкою і сім'ядолями, - гіпокотилем, або підсім'ядольним коліном. Від нього часто відходять придаткові корені. Утворенню їх сприяє підгортання рослин. За рахунок придаткового коріння збільшується коренева система, що покращує живлення рослини, робить його більш стійким.

Коренева система може бути стрижневою, якщо головний корінь виділяється серед інших коренів своєю величиною, і мочкуватою, якщо головний корінь слабо розвинений і не відрізняється від інших коренів.

За формою стрижневе коріння буває: конусоподібне (петрушка); реповидні (ріпа, буряк); ниткоподібні (проростки льону); веретеноподібні (деякі сорти моркви).

Довжина коренів варіює у значних межах. У культурних злаків головна маса їх розвивається в орному горизонті, але окреме коріння попаде на глибину 1.5?2м.

Загальна довжина коренів в однієї рослини жита або пшениці (без кореневих волосків), вирощеного в польових умовах, дорівнює 600 м 70 км.

Розрізняють ростові і смокчучі коріння. Перші швидко ростуть, незабаром покриваються пробкою і не всмоктують воду. Соксуючі ростуть повільно, довго залишаються ніжними і добре всмоктують ґрунтові розчини. Вони є закінченням коріння вищих порядків.

Метаморфози коріння.

1. Коренеплід формується з головного кореня завдяки відкладенню у ньому великої кількості поживних речовин. Коренеплоди утворюються головним чином умовах культурного обробітку рослин. Вони є у буряків, моркви, редьки та ін. У коренеплоді розрізняють: а) головку, що несе розетку листя; б) шийку | середню частину; в) власне корінь, від якого відходять бічні корені.
2. Кореневі бульби, або кореневі шишки, є м'ясистими ущільненнями бічних, а також придаткових коренів. Іноді вони досягають дуже великої величини і є вмістилищем запасних речовин, переважно вуглеводів. У кореневих бульбах чистяка, орхідей, запасною речовиною є крохмаль. У придаткових коренях жоржини, що перетворилися на кореневі бульби, накопичується інулін.

З оброблюваних рослин слід назвати батат, із сімейства в'юнкові. Його кореневі бульби досягають зазвичай 2 – 3 кг, але можуть бути більшими. Культивується в субтропічних та тропічних районах для отримання крохмалю та цукру.

Органи аналогічні та гомологічні.

Ч. Дарвін ввів поняття про аналогічні та гомологічні органи.

Аналогічні органи виконують однакові функції, але мають різне походження (Колючки глоду та колючки кактуса).

Гомологічні органи мають однакове походження, але виконують різні функції. (Колючка груші, кореневища купені).

1. Стебло та втеча. Метаморфози втечі.

Тіло вищих рослин складається з двох головних частин коріння і втечі, які утворюють головну вісь рослини. Втеча включає: а) стебло; б) листя; в) вегетативні нирки; г) квітки; д) плоди.

Стеблом називається вегетативний орган рослини, який виконує численні функції:

1. несе листя або важку крону з гілок та листя;
2. пов'язує коріння та листя;
3. на ньому утворюються квіти;
4. по ньому пересувається вода з мінеральними речовинами та органічними сполуками;
5. молоді стебла виконують функцію фотосинтезу;
6. у стеблі відкладаються поживні речовини;
7. він може бути органом вегетативного розмноження;
8. має рухову активність (зона розтягування).

Морфологія стебла.

При проростанні насіння, над поверхнею землі з'являється головне стебло, яке закінчується ниркою. Разом із листям та ниркою він називається втечею. Головне стебло та головний корінь утворюють вісь першого порядку у рослини. Залежно від специфіки подальшого зростання, розгалуження та розвитку головної осі, рослина набуває характерного вигляду: одні рослини невеликі, трав'янисті; інші стають могутніми деревами.

Нирка - ще не розвинулася втеча. Вона складається із слабовираженого стебла з тісно зближеним зародковим листям. Нирки бувають зимуючими та незимуючими. Незимуючі нирки розвиваються у наших однорічних рослин

Зимуючі нирки характерні для деревних рослин, що ростуть за умов континентального клімату.

Нирки можуть бути: а) квітковими; б) вегетативними; в) змішаними.

З вегетативних бруньок навесні з'являються пагони.

Зі змішаних бруньок розвиваються стебла з листям і квітами.

За місцем розташування розрізняють нирки: а) верхівкові; б) пазушні; в) придаткові.

Верхівкові нирки знаходяться на кінцях головного та бічних пагонів. Кінчик стебла називається конусом наростання. Дещо нижче верхівки конуса наростання утворюються бічні або пазушні бруньки, з яких розвиваються бічні гілки. Пазушні бруньки мають таку ж будову, що й верхівкові. У пазусі листка у деяких рослин виникає не одна, а кілька бруньок (слива, біла акація, волоський горіх).

Лист, у пазусі якого розвивається нирка, називається криючим. Коли лист опадає, на стеблі утворюється листовий рубець.

Підрядними, або адвентивними, називаються будь-які верхівкові і не пазушні нирки. Вони виникають у будь-якому місці міжвузля стебла, на корінні, листі. Придаткові нирки, що виникли на пнях, утворюють пневу поросль, на конях кореневу поросль, або кореневі нащадки.

Орієнтування стебла у просторі.

За цією ознакою виділяють стебла:

1. прямостоячі (соняшник);
2. піднімаються (перстач хуртовина)4
3. повзучі (що укоріняються у вузлах - лучний чай);
4. стелиться (не укорінюються перстач лежачий);
5. лазаючі (завдяки вусикам горох);
6. кучеряві (обвиваються навколо інших рослин або підставок - берізок).

Метаморфози втечі

Під метаморфозом слід розуміти різке спадкове видозміна органу, що виникла зі зміною функції, що виникла під час еволюції.

I . Першу групу метаморфізованих пагонів становлять: а) кореневища; б) бульби; в) цибулини. Їх поєднує те, що вони виконують зазвичай три функції: розмноження; збереження запасних речовин; перезимовування. Ці функції можуть бути виражені різною мірою. В одних переважає функція запасання речовин та перезимовування (наприклад, у товстих кореневищ купени), в інших сильно виражена функція розмноження (наприклад, у кореневищ м'яти, пирію).

Метаморфози стебел

1) Кореневище - підземна втеча. На вигляд його часто приймають за корінь. Відмінна риса його - редуковані листя, а також верхівкова нирка на кінці (а на кореневий чохлик, як у кореня).

Форма кореневищ різноманітна. В одних рослин вони мають вигляд довгих батогів, в інших товстих укорочених пагонів. У кореневищах запасається багато поживних речовин.

2) Бульби - це сильно потовщені, переважно підземні пагони, як у картоплі, земляної груші. Зазвичай вони утворюються на конусах подовжених тонких пагонів |столонів.

На бульбі можна виявити верхівкову та пазушну нирки, очі. У картоплі по три пазушні нирки знаходяться в поглибленнях. З них проростає лише одна, інші залишаються сплячими. Розташування очей спіральне.

Дуже рано епідерма бульби картоплі замінюється пробкою. Хлорофіла бульба зазвичай не має, але, виставлений на світ може зеленіти.

У клітинах бульби картоплі відкладається у великій кількості вторинний крохмаль, у бульбах земляної груші – інулін.

3) Цибулини є сильно укороченими, головним чином підземними пагонами. Форма у них грушоподібна, яйцеподібна, плеската і т.п. Стеблова частина цибулини невелика, розташована конусом у підставі. Вона називається донцем. Від денця відходить численне м'ясисте листя луски.

Розрізняють цибулини плівчасті (у цибулі), у яких кожна луска повністю прикриває попередню, і черепітчасті (у лілій), у яких луски розташовуються черепітчасто, тобто. не повністю закривають одне одного.

Зовнішні луски цибулин часто бувають сухими, в решті лусок відкладаються поживні речовини. Донце закінчується верхівковою ниркою, з листя якої утворюється надземне зелене листя. З нижньої частини денця цибулини розвивається придаткове коріння. Невеликі цибулини можуть іноді виникати як надземні видозмінені пагони в пазухах листя. У тигрової лілії маленькі кулясті цибулинки, як правило, утворюються в пазухах надземного листя. Вони придатні для розмноження рослин.

1. Другу групу метаморфізованих пагонів становлять колючки та вусики.
   1. Колючка дуже поширений вид метаморфозу втечі. Вона виникає в пазусі листка, як усяка втеча. Лист часто опадає, але на його місці зберігається рубець. Колючка може бути проста та розгалужена. Прості колючки є у глоду, дикої груші. Розгалужені колючки типові для цитрусових.
   2. Вусики, як видозмінені пагони, є у гарбуза, огірка, дині, винограду.
   3. Стебла сукулентних рослин, кактусів, молочаїв, відрізняються сильною м'ясистістю. Вони є своєрідними резервуарами води, необхідні цим рослинам у пустельних районах.

1. Аркуш та його метаморфози.

Аркуш спеціалізований орган повітряного живлення, який виконує три основні функції: 1) фотосинтез; 2) транспірацію; 3) регулює газообмін.

У процесі еволюції лист пристосувався до поглинання світлової енергії, яка потрібна реалізації цих процесів. Якщо кількість падаючої листя сонячної енергії прийняти за 100%, то листом поглинається 75%, а 25% відбивається від його поверхні чи проходить крізь нього, не поглинаючись. З поглиненої енергії лише 1- 2%, редко5% використовується на фотосинтез, а решта енергія витрачається на випаровування.

Листя на рослині зазвичай розташовуються таким чином, що не замінюють один одного, утворюючи мозаїку.

Загальна площа листя на одній рослині нерідко в 10-40 разів перевищує площу, яку займає рослина. Так, листова поверхня кукурудзи на 1 га поля дорівнює 12 га, тимофіївки -24 га, конюшини червоної та пшениці 25 га, картоплі 40 га.

Морфологія листа

Лист виникає в конусі наростання втечі як зовнішній бічний виріст. Типовий лист має плоску форму, причому верхня та нижня сторони відрізняються один від одного за зовнішніми та внутрішніми ознаками. Пластинна форма аркуша відповідає його основній функції як органу фотосинтезу: аркуш своєю великою поверхнею затримує багато світла.

Форма листя дуже різноманітна і водночас дуже характерна кожному за певного виду. Так, листя різних рослин відрізняються один від одного за формою, величиною, жилкуванням, розрізаністю та іншими ознаками листової пластинки, а також за наявністю або відсутністю черешка та прилистків.

До складу листа зазвичай входять: а) листова пластинка; б) черешок; в) основа; г) прилистки.

Ці частини можуть бути розвиненими різною мірою або залишатися зовсім не розвиненими.

Листя з однією листовою пластинкою називаються простими (у вишні, груші, гречки, огірка). Листя, у яких на загальному черешку утворюється кілька пластинок мають власні маленькі черешки і самостійно опадають восени від загального черешка називаються складними (у горобини, люпину, конюшини).

У нормального аркуша головну роль фотосинтезі грає пластина. Інші частини мають допоміжне значення: прилистки захищають молодий листок у нирці, основа листка охоплює стебло і може бути захистом для молодої пазушної нирки, черешок виносить платівку в положення, сприятливе для її функціонування.

Прилистки можуть опадати після розгортання аркуша або залишатися на дорослому аркуші. Вони є характерними ознаками рослин, іноді цілих родин (бобових та інших).

Листя, що має вузьку стеблинну частину, за допомогою якої листова пластинка прикріплюється до стебла, називаються черешковими (у гарбуза, соняшника).

Листя без черешка називаються сидячими (васильок лучний).

У черешкового листя основа черешка іноді розширена. Воно називається піхвою. Сильно розвинена піхва у злаків (жита, пшениці, ячменю та ін), у зонтичних (борщівника).

У більшості злаків на межі піхви та листової пластинки є маленька плівочка язичок.

Язичок сприяє відгинанню листової пластинки, що має значення для фотосинтезу та оберігає рослину від проникнення вологи, спор грибів та личинок комах у піхву. Краї платівки біля її основи утворюють іноді особливі вирости, що охоплюють стебло. Вони називаються вушками.

На вигляд платівки дуже різноманітні. Насамперед, вони відрізняються жилкуванням. У представників однодольних листові пластинки мають паралельне або дугове жилкування, у представників дводольних жилкування пальчасте або пересте.

Обрис листових пластин може бути круглим, овальним, яйцеподібним, обратнояйцевидним, ниркоподібним, довгастим, ланцетним, лінійним та ін. Воно визначає форму листя.

Вся наведена вище морфологічна термінологія застосовна головним чином до опису так званого серединного листя. На втечі виникає три категорії листя: низові, серединні та верхові. Типовим для рослин вважається серединне листя. До верхових або верхівкових, відносяться криючі листя суцвіть і квіток. Кріюче листя квіток називають такожприквітковими , а маленьке листя, розташоване на квітконіжках,приквітничками . Верхівкове листя відрізняється від серединних простою формою, меншою величиною, а іноді забарвленням (приквітки, листочки обгортки).

Низове листя - перше листя втечі. Вони зазвичай недорозвинені. (мають захисну функцію). До них відносяться луски цибулин, кореневищ, зовнішні лусочки в нирках, сім'ядолі.

Метаморфози листя

1) Колючки можуть бути не тільки видозміною втечі, але і видозміною листя або їх частин.

Колючки листового походження є у кактусів, молочаїв, барбарису. У будяка на колючки перетворені лише ділянки листя.

Колючки не слід змішувати з шипами, що є на стеблах шипшини, аґрусу, малини. Шипи - це вирости поверхневих тканин стебла, а не видозміни будь-якого органу.

2) Вусики листового походження розвинені у гороху, чини, вікі.

3) Лусочки, що зустрічаються на кореневищах цибулинах, у нирках, а також видозмінене листя.

Царство рослин вражає своєю величчю різноманіттям. Куди б ми не поїхали, в якому куточку планети не опинилися, скрізь можна зустріти представників рослинного світу. Навіть льоди Арктики не є винятком для їхнього проживання. Яке це царство рослин? Види його представників різноманітні та численні. Яка загальна характеристика царства рослин? Як їх можна класифікувати? Спробуємо розібратися.

Загальна характеристика царства рослин

Всі живі організми можна розділити на чотири царства: рослини, тварини, гриби та бактерії.

Ознаки царства рослин такі:

• є еукаріотами, тобто клітини рослин містять ядра;
• є автотрофами, тобто утворюють з неорганічних органічних речовин у процесі фотосинтезу за рахунок енергії сонячного світла;
• ведуть відносно нерухомий спосіб життя;
• необмежені у зростанні протягом усього життя;
• містять пластиди та клітинні оболонки з целюлози;
• як запасну поживну речовину використовують крохмаль;
• наявність хлорофілу.

Ботанічна класифікація рослин

Царство рослин поділяється на два підцарства:

• нижчі рослини;
• вищі рослини.

Підцарство "нижчі рослини"

До цього підцарства ставляться водорості - найпростіші за будовою та найдавніші рослини. Однак світ водоролей дуже різноманітний і багаточисельний.

Більшість із них живе у воді або на воді. Але зустрічаються водорості, які ростуть у ґрунті, на деревах, на камінні і навіть у льодах.

Тіло водоростей - це слоевище або талом, яке не має ні кореня, ні пагонів. У водоростей немає органів та різних тканин, поглинання речовин (води та мінеральних солей) у них відбувається всією поверхнею тіла.

Підцарство "нижчі рослини" складається з одинадцяти відділів водоростей.

Значення в людини: виділяють кисень; вживаються у їжу; використовуються для одержання агар-агару; використовуються як добрива.

Підцарство "вищі рослини"

До вищих рослин належать організми, які мають добре виражені тканини, органи (вегетативні: корінь і втеча, генеративні) та індивідуальний розвиток (онтогенез) яких ділиться на ембріональний (зародковий) та постембріональний (післязародковий) періоди.

Вищі рослини поділяються на дві групи: спорові та насіннєві.

Спорові рослини поширюються за допомогою спору. Для розмноження потрібна вода. Насіннєві рослини поширюються за допомогою насіння. Для розмноження вода непотрібна.

Спорові рослини поділяються на такі відділи:

• мохоподібні;
• плауноподібні;
• хвощеподібні;
• папоротеподібні.

Насіннєві поділяються на наступні відділи:

• покритонасінні;
• голонасінні.

Розглянемо їх докладніше.

Відділ "мохоподібні"

Мохоподібні - це низькорослі трав'янисті рослини, тіло яких поділено на стебло і листя, вони мають певну подобу коренів - різоїди, функція яких - поглинати воду і закріплювати рослину в грунті. Крім фотосинтезуючої та основної тканини, мохи не мають інших тканин. Більшість мохів є багаторічними рослинами і ростуть тільки у вологих місцях. Мохоподібні - найдавніша і найпростіша група. При цьому вони досить різноманітні і численні і поступаються у кількості видів тільки покритонасінних рослин. Налічується близько 25 тисяч їхніх видів.

Мохоподібні діляться на два класи - печінкові та листостебельні.

Печіночники – це найдавніші мохи. Їх тіло є розгалуженою плоскою слоевище. Мешкають переважно у тропіках. Представники печіночників: мохи мерщанція та річча.

Листостеблові мохи мають пагони, які складаються з стебел та листя. Типовим представником є ​​мох зозулин льон.

У мохів можливе статеве і безстатеве розмноження. Безстатеве може бути як вегетативним, коли рослина розмножується частинами стебел, слані або листя, так і споровим. При статевому розмноженні у мохоподібних утворюються спеціальні органи, в яких дозрівають нерухомі яйцеклітини та рухливі сперматозоїди. Сперматозоїди по воді пересуваються до яйцеклітин та запліднюють їх. Потім на рослині виростає коробочка зі спорами, які після дозрівання розсипаються та поширюються на великі відстані.

Мохи віддають перевагу вологим місцям, проте ростуть і в пустелях, і на скелях, і в тундрах, але їх не зустріти в морях і на сильно засолених ґрунтах, у сипких пісках і льодовиках.

Значення для людини: торф широко застосовується як паливо та добрива, а також для виробництва воску, парафіну, фарб, паперу, у будівництві використовується як теплоізолюючий матеріал.

Відділи "плауноподібні", "хвощеподібні" та "папоротеподібні"

Ці три відділи спорових рослин мають схожу будову та розмноження, більшість їх росте в тінистих та вологих місцях. Деревні форми цих рослин трапляються дуже рідко.

Папороті, плауни та хвощі є стародавніми рослинами. 350 мільйонів років тому вони являли собою великі дерева, саме вони становили ліси на планеті, крім того, є джерелами покладів кам'яного вугілля в даний час.

Нечисленні види рослин відділів папоротьподібних, хвощевидних і плауновидних, які дійшли до сьогоднішніх днів, можна назвати живими копалинами.

Зовні різні види плаунів, хвощів та папоротей відмінні один від одного. Але вони схожі за внутрішньою будовою та розмноженням. Влаштовані вони складніше, ніж мохоподібні (мають більше тканин у своїй будові), але простіше, ніж насіннєві рослини. Належать до спорових рослин, оскільки всі вони утворюють суперечки. Також для них можливе як статеве, так і безстатеве розмноження.

Найдавніші представники цих загонів – плауни. У наші дні у хвойних лісах можна зустріти булавовидний плаун.

Хвощі зустрічаються в Північній півкулі, зараз вони представлені тільки травами. Хвощі можна зустріти у лісах, на болотах та луках. Представник хвощі - хвощ польовий, який зазвичай росте на кислих грунтах.

Папоротьподібні – досить велика група (близько 12 тисяч видів). Серед них трапляються і трави, і дерева. Виростають майже повсюдно. Представники папороті – страусник і орляк звичайний.

Значення для людини: стародавні папороті дали нам поклади кам'яного вугілля, який використовується як паливо і цінна хімічна сировина; деякі види використовуються в їжу, застосовуються в медицині, використовуються як добрива.

Відділ "покритонасінні" (або "квіткові")

Квіткові рослини - це найчисленніша і високоорганізована група рослин. Налічують понад 300 тисяч видів. Ця група складає основну частину рослинного покриву планети. Майже всі представники рослинного світу, що оточують нас у звичайному житті, як дикорослі, так і садові рослини, є представниками покритонасінних. Серед них можна зустріти всі життєві форми: дерева, чагарники та трави.

Головною відмінністю покритонасінних рослин є те, що їх насіння покрите плодом, утвореним із зав'язі маточки. Плід є захистом насіння та сприяє їх поширенню. Покритонасінні утворюють квітки - орган статевого розмноження. Характерним їм є подвійне запліднення.

Квіткові рослини панують у рослинному покриві як найбільш пристосовані до сучасних умов життя на планеті.

Значення для людини: використовуються для харчування; виділяють кисень у довкілля; застосовуються як будматеріали, паливо; використовуються у медичній, харчовій, парфумерній промисловості.

Відділ "голосонасінні"

Голосонасінні рослини представлені деревами та чагарниками. Серед них немає трав. Більшість голонасінних мають листя у вигляді голок (хвоїнок). Серед голонасінних виділяється велика група хвойних рослин.

Близько 150 млн років тому хвойні рослини переважали в рослинному покриві планети.

Значення в людини: утворюють хвойні лісу; виділяють велику кількість кисню; використовуються як паливо, будматеріали, в кораблебудуванні, виготовленні меблів; застосовуються у медицині, у харчовій промисловості.

Різноманітність рослинного світу, назви рослин

Наведена вище класифікація має продовження, відділи поділяються на класи, класи - на порядки, потім слідують сімейства, потім пологи та, нарешті, види рослин.

Царство рослин величезне та різноманітне, тому прийнято використовувати ботанічні назви рослин, що мають подвійне ім'я. Перше слово в назві означає рід рослин, а друге вид. Ось як виглядатиме систематика всім нам відомої аптечної ромашки:

Царство: Рослини.
Відділ: квіткові.
Клас: дводольні.
Порядок: астрокольорові.
Сімейство: айстрові.
Рід: ромашка.
Вид: аптечна ромашка.

Класифікація рослин за їх життєвими формами, опис рослин

Царство рослин також класифікується за життєвими формами, тобто за зовнішнім виглядом рослинного організму.

• Дерева - багаторічні рослини, що мають надземні частини, що одеревіють, і яскраво виражений один стовбур.
• Чагарники - також багаторічні рослини з надземними частинами, що одеревіють, але, на відміну від дерев, у них немає явно вираженого одного стовбура, а розгалуження починається біля самої землі і утворюється кілька рівноцінних стовбурів.
• Кущі мають схожість з чагарниками, але низькорослі - не вище 50 см.
• Напівкущі схожі на чагарники, проте відрізняються тим, що здерев'янено лише нижні частини пагонів, а верхні відмирають.
• Ліани - рослини з стеблами, що чіпляються, лазять і кучерявими.
• Сукуленти - являють собою багаторічні рослини з листям або стеблами, в яких міститься запас води.
• Трави - рослини із зеленими, соковитими та неодревесневающими пагонами.

Дикорослі та культурні рослини

До різноманітності рослинного світу приклав руку і людина, і на сьогоднішній день рослини можна також поділити на дикорослі та культурні.

Дикорослі – рослини в природі, які ростуть, розвиваються та поширюються без допомоги людини.

Культурні рослини походять від дикорослих, але отримані шляхом селекції, гібридизації чи генної інженерії. Це все садові рослини.

Тканини формують органи вищих рослин. Рослини дуже різноманітні: від маленької ряски, що плаває на воді, різних трав'янистих рослин (пшениця, конюшина, жовтець, папороть-орляк), чагарників (малина, шипшина, глід, бузок) до високих дерев (сосна, береза, клен, дуб, тополя) ).

Рослини мають різні життєві форми, які забезпечують пристосування до умов існування. І всі вони складаються з однакових органів: мають коріння та пагони та органи, завдяки яким відбувається їх статеве та нестатеве розмноження.

Статеве розмноження відбувається за участю гамет - статевих клітин: чоловічі (сперматозоїди або спермін) та жіночих (яйцеклітини). Нестатеве розмноження здійснюється за допомогою однієї клітини - суперечки, з якої виростає новий організм. Усі органи поділяються на вегетативні та генеративні.

Вегетативні органи складаються з коренів та пагонів та виконують функцію росту, харчування, обміну речовин. Вегетативні органи не беруть участь у статевому розмноженні і все ж таки можуть розмножуватися так званим вегетативним способом (наприклад, за допомогою кореневищ, бульб, цибулин, вусів та ін). При такому способі новий організм виростає із багатоклітинної частини материнської особини.

Основними функціями кореня є всмоктування розчинів мінеральних речовин, їх проведення у надземних частинах та закріплення рослин у ґрунті. Листок (бічна частина втечі) здійснює фотосинтез, газообмін та випаровування води. Стебло (осьова частина втечі) забезпечує зв'язок між усіма частинами рослини, збільшує поверхню надземної частини, утворює і розташовує певним чином листя і квітки. Крім основних, вегетативні органи виконують додаткові функції.

Генеративні органи забезпечують статеве розмноження. Генеративні органи покритонасінних рослин - квітки, за рахунок яких формуються плоди з насінням. Статеве розмноження квіткових рослин відбувається в період цвітіння (тобто коли квітки розкриваються). За формою, розміром, кольором та особливостями будови квітки дуже різноманітні. Однак основні моменти у будові та розвитку квітки у всіх рослин однакові.

Квітки мають тичинки, маточки і оцвітину, яка їх оточує. Основною функцією тичинок є формування пилкових зерен, у яких знаходяться чоловічі статеві клітини. У маточка розташовані насіннєві зачатки, у них знаходяться жіночі статеві клітини. З насіннєвого зачатку після запліднення виникає насіння, усередині якої під шкіркою є зародок та ендосперм.

Оточена насіння оплодня, що утворюється зі стінок зав'язі. Разом насіння та оплодень становлять плід. Після періоду спокою з насіння за сприятливих умов розвивається молода рослина. Генеративні органи багатьох інших рослин (наприклад, мохів, хвощів, папоротей) мають іншу будову.

Вегетативні органи квіткових рослин. Вегетативними органами рослин є ті, які служать для підтримки індивідуального життя. У квіткових рослин це коріння та втеча (що складається із стебла, нирок, листя).

Корінь- Це осьовий, радіально симетричний підземний орган рослини. Основні функції кореня - це закріплення рослин у ґрунті та забезпечення їх розчинами мінеральних речовин (ґрунтове харчування). Рух розчинів рослинами у висхідному напрямку забезпечується активним нагнітанням розчинів у судини живими клітинами кореня (так званим кореневим тиском). Виник корінь рослин як пристосування до життя на суші.

У вищих спорових рослин коріння тільки додаткове (виникають на будь-якій частині рослини, крім кореня) у голонасінних розвинений головний корінь (виникає з насіння і завжди один). Бічні корені відгалужуються від головного та додаткових коренів.

У покритонасінних можуть бути всі три типи коренів. Сукупність коренів рослини утворює кореневу систему. За формою вона може бути стрижневою та мочкуватою. У стрижневій системі добре розвинений головний корінь, який відрізняється від інших коренів (у кульбаби, яблуні, лопуха). Якщо головний корінь відсутній або слабо розвинений і малопомітний серед додаткових коренів, то таку кореневу систему називають мочкуватою (у пшениці, житі, кукурудзі, подорожнику).

Корінь, крім основних функцій, може виконувати додаткові: накопичує в клітинах запасні речовини, синтезує життєво важливі рослини сполуки (амінокислоти, гормони, вітаміни та інших.). Корінь може виконувати додаткові функції, набуваючи певних нових рис будови, називається видозміни кореня.

Коренеплід- Складне утворення: в головному корені та основі втечі відкладаються запасні поживні речовини, він потовщується (морква, буряк, петрушка, редька). Кореневі бульби утворюються при відкладанні запасних поживних речовин у додаткових бічних коренях, які набувають бульбоподібних форм (жоржина, батат, пшинка весняна).

Дихальне коріння зустрічається у деяких рослин боліт для забезпечення дихання підземної частини рослини. Це бічні коріння, яке росте вгору і піднімається над поверхнею ґрунту (або води). Опорне коріння — придаткове коріння, яке утворюється на стеблі: звисаюче коріння фікуса бенгальського; ходульні корені для додаткової опори у кукурудзи; доскоподібне коріння фікуса каучуконосного; коріння-причіпки вздовж стебла кучерявих рослин (у плюща).