Выход растений на сушу. Высшие растения

Происхождение высших растений Рис. 1. Chara Рис. 3. Камыш Рис. 2. Псилофиты

Цикл развития высших растений n 2n

Цикл развития высших растений Преобладание гаметофита (n): мхи Преобладание спорофита (2n): остальные высшие растения. Длительность жизни и автономность гаметофита уменьшается от хвощей, плаунов и папоротников к голосеменным и покрытосеменным растениям. Мох кукушкин лен Папоротник

Происхождение высших растений Гипотезы происхождения высших растений Конец 19 века (Ф. Боуэр. Ф. Фрич, Р. Веттштейн и др.) – первые гипотезы. Т.к. у многих высших растений гаметофиты на ранних стадиях имеют нитчатое строение, возможными предками считали нитчатые зеленые водоросли, обитавшие на мелководье или в зоне прилива, дальнейшая их эволюция шла на суше и сопровождалась не только морфологическими изменениями, но и появлением гетероморфного цикла развития. Ulotrix

Происхождение высших растений Гипотезы происхождения высших растений Г. Шенк, Г. Понотье – происхождение от бурых водорослей. Наличие у некоторых бурых водорослей (например, у ламинарии) четко выраженной смены поколений и гетероморфного цикла развития, сложное расчленение тела, паренхиматозное строение, многоклеточные спорангии и гаметангии. Laminaria Но! У бурых водорослей пигменты – хлорофиллы а и с, фукоксантин; продукты запаса – ламинарин и маннит. Бурые – исключительно морские организмы.

Происхождение высших растений Гипотезы происхождения высших растений Происхождение от красных водорослей. Cложное расчленение тела многих красных водорослей, цикл развития с чередованием поколений. Fucus Но! У красных водорослей пигменты – хлорофилл а, фикобилины (фикоэритрины, фикоцианины, аллофикоцианин); в цикл развития нет жгутиковых стадий; очень своеобразный цикл развития; продукт запаса – «багрянковый крахмал».

Происхождение высших растений Гипотезы происхождения высших растений Вторая половина 20 в. Л. Стеббинс, М. Шадефо и др. - происхождение от зеленых водорослей. Хлорофиллы а и b; двумембранные пластиды с выраженной системой внутренних мембран; основное запасное вещество – крахмал; всевозможные циклы развития, все типы полового процесса, имеются как зооспоры, так и апланоспоры; обитают преимущественно в пресной воде, встречаются на суше.

Происхождение высших растений Гипотезы происхождения высших растений От древних харовых. Кроме перечисленных общих черт зеленых водорослей и высших растений, у харовых, в отличие от других водорослей, как и у высших растений межклеточная пластинка образуется на последних этапах митоза и развивается центробежно (что также характерно для некоторых представителей класса улориксовых). Сложное морфологическое строение, многоклеточные оогонии. Видимо, эволюция шла в наземных условиях, при этом важную роль играл симбиоз с грибами, который обеспечивал лучшее использование мин. веществ и поглощение воды.

Наземные условия существенно отличаются от условий жизни в водоеме: дефицит воды, питательных веществ, влияние солнечных лучей, низкая плотность среды, газообмен в воздушной среде, сильные колебания температуры и др. Происхождение высших растений

Древнейшие на суше Псилофиты – первые сосудистые растения. Наиболее древняя находка– куксония (произрастала 415 млн. л.н.). Обнаружена в силурийских песчаниках Шотландии в 1937 г. У. Лангом. Впервые псилофиты обнаружены в 1859 г. Дж. Досоном в девонских отложения Канады – голорос первичный, или Psilophyton princes. В 1912 г. в раннедевонских отложениях Шотландии обнаружена риния (Rhynia). Cooksonia. Отпечаток и реконструкция растения

Древнейшие на суше У псилофитов имелась проводящая ткань: ксилема и флоэма; они не имели настоящих корней, а прикреплялись к почве ризоидами. Вильчато-ветвящиеся стебли достигали в высоту 25 см и были покрыты чешуйчатыми «листьями» - выростами стебля. От высыхания растение предохраняла кутикула. Имелся симбиоз с грибами. Окрестности деревни Райни (Rhynie) Поперечный срез через веточку ринии

Силур наиболее вероятное время для появления высших растений по ряду причин: - изменения климата, способствовавшие обмелению океана и опреснению воды. Поэтому представители высших растений должны были приспосабливаться к жизни в солоноватой воде, затем в пресной, в эстуариях, на мелководье или на влажных берегах водоемов; - уменьшение интенсивности ультрафиолетового излучения и увеличение кислорода (формирование озонового слоя); - развитие метаболизма фенольных соединений, в том числе дубильных веществ, флавоноидов, антоцианов и др., которые регулируют ростовые процессы, участвуют в защитных реакциях, в том числе от мутагенных факторов (УФ, ионизирующая радиация, некоторые химические вещества). Происхождение высших растений

Морфолого-анатомическия дифференциация высших растений в связи с выходом на сушу Усложнение внешнего строения Ветвление: увеличение поверхности спорофита Образование листьев: увеличение поверхности спорофита Активизация процессов ассимиляции, газообмена и транспирации Появление почек: защита зон роста, молодых зачатков. Образование органов (корень и побег): разделение функций

Морфолого-анатомическия дифференциация высших растений в связи с выходом на сушу Усложнение внешнего строения Образование корней: решение проблемы дефицита воды и минеральных веществ; симбиоз с грибами; удержание в почве

Морфолого-анатомическия дифференциация высших растений в связи с выходом на сушу Внутренняя дифференциация Защита от высыхания: образование эпидермы, покрытой кутикулой Образование устьиц (газообмен, регуляция транспирации)

Морфолого-анатомическия дифференциация высших растений в связи с выходом на сушу Внутренняя дифференциация Разделение функцийпути транспорта веществ: образование ксилемы (транспорт воды от корней к другим органам) и флоэмы (транспорт продуктов фотосинтеза от листьев к другим органам) Участок ксилем клена Участок флоэмы тыквы

Морфолого-анатомическия дифференциация высших растений в связи с выходом на сушу Внутренняя дифференциация Хлоренхима: фотосинтезирующая ткань Схема строения листа

Морфолого-анатомическия дифференциация высших растений в связи с выходом на сушу Внутренняя дифференциация Приспособления для сохранения положения тела растения в пространстве: у небольших наземных растений – за счет тургора, у крупных – система механических волокон и тканей.

Морфолого-анатомическия дифференциация высших растений в связи с выходом на сушу Приспособления для оплодотворения в условиях дефицита воды

Спасибо за внимание! ПсилотумТмесиптерис