Споровые растения

Подцарство Высшие растения Возникновение высших растений связано с выходом их предков на сушу. В процессе приспособления к наземным условиям существования у них сформировались вегетативные органы – корень, лист и стебель – как результат разделения функций между различными участками тела. Для высших растений характерна также анатомическая дифференцировка и наличие тканей, выполняющих различные функции. Органы полового (антеридии и архегонии) и бесполого (спорангии) размножения у этих растений всегда многоклеточные. В жизненном цикле высших растений происходит закономерное чередование поколений: диплоидного, образующего споры спорофита, и гаплоидного, производящего гаметы гаметофита. Как правило, наиболее развито одно поколение: у мхов – гаметофит, у остальных – спорофит.

Отдел Моховидные Мхи – одна из самых древних и примитивных групп высших растений, обособленная и тупиковая ветвь эволюции. Мхи произошли от псилофитов и существовали уже в каменноугольном периоде палеозойской эры. Моховидные – это в основном многолетние растения, обычно низкорослые, их размеры колеблются от миллиметра до нескольких десятков сантиметров. Мхи имеют тело, расчлененное на стебли и листья. Настоящих корней не имеют, их роль выполняют ризоиды. Тело мхов состоит из тканей, но настоящих сосудов у них нет.

Моховидные распространены во влажной умеренной зоне Северного и Южного полушарий, в тундре, высокогорных лесах тропиков.

Типичным представителем мхов является кукушкин лен. Он растет в сырых хвойных лесах и на заболоченных лугах, образуя дернинки. Высота стебля – 15–30 см. Стебель густо покрыт листочками, расположенными в три ряда или по спирали. Листочки узкие, к вершине заостренные, имеют срединную жилку. В стебле мха различают ткани: покровную, под ней механическую, в центральной части – паренхиму. В самом центре размножение мха происходит с помощью спор, однако их образованию предшествует половое размножение. Кукушкин лен – растение двудомное, мужские и женские половые клетки образуются на разных экземплярах. На верхушках одних стебельков мха появляются особые образования – антеридии. В них созревают двужгутиковые сперматозоиды. На верхушках других экземпляров появляются бутылкообразные архегонии, в которых созревает по одной крупной яйцеклетке. Оплодотворение происходит весной, когда в окружающей среде много влаги. Сперматозоиды доплывают до архегония, и один из них сливается с яйцеклеткой. Оплодотворенная яйцеклетка растет, и из нее образуется коробочка на длинной ножке со спорами – спорофит, обычно лишенный хлорофилла. Коробочка сверху имеет волосистый колпачок и под ним крышечку. Внутри коробочки происходит редукционное деление клеток и образуются споры. После их созревания коробочка раскрывается, споры высыпаются и разносятся ветром. Попав в благоприятные условия, спора прорастает. Из нее растет нить, которая напоминает нитчатую водоросль (это считается доказательством родства мхов и водорослей). Нить ветвится, на ней появляются почки, из которых вырастают затем стебли мха с листьями.

На болотах в Северном полушарии поселяются сфагновые мхи. Они имеют ветвистые стебли, густо покрытые листьями. Сфагновые мхи всегда бледно окрашены, потому что хлорофиллоносные клетки у них узкие и расположены между крупными мертвыми водоносными клетками. Наличие водоносных клеток объясняет способность этих мхов поглощать огромное количество воды – в 30 раз больше их собственного веса. Ризоидов у сфагновых мхов нет. Растут эти мхи очень медленно – примерно по 1 мм в год – верхушкой стебля, в то время, как нижняя их часть отмирает. Но разложения не происходит, потому что вода, в которой растет сфагнум, кислая за счет гуминовых кислот, выделяемых мхом, и холодная. Именно этим объясняется хорошая сохранность предметов, попавших в сфагновые болота. Сфагнум

Неразложившиеся остатки сфагнума накапливаются в болотах, спрессовываются и образуют бурую массу торфа. Из торфа добывают щавелевую кислоту и фурфурол, необходимый для синтеза смол, каучука, пластмасс и некоторых лекарств. Сфагновый мох является прекрасным упаковочным материалом для овощей и фруктов. После соответствующей обработки из торфа получают субстрат для выращивания кормовых дрожжей. Торф является ценным удобрением, а будучи высушенным – хорошим топливом. Сфагновый мох может быть использован как заменитель ваты, в качестве перевязочного и подстилающего материала, так как обладает антисептическими и гигроскопическими свойствами. Сфагновые болота, покрывающие 1% поверхности нашей планеты, являются резервуарами пресной воды и регуляторами гидрологического режима территорий. Впитывая в себя, как губка, летние и зимние осадки, болота постепенно отдают их в течение года почве и вытекающим из них ручейкам – источникам великих рек.

Отдел плауновидные Современные плауны – многолетние ползучие травы. Они нередки во влажных хвойных лесах. Их длинные, до 3 м, стелющиеся и приподнимающиеся стебли густо усажены мелкими жесткими листочками. У плаунов уже есть придаточные корни и хорошо развиты проводящие пучки. Практическое значение плаунов в настоящее время невелико. Их споры используются в медицине для предотвращения пролежней, в качестве детской присыпки, а так же в литейном производстве. Плаун

Практическое значение плаунов в настоящее время невелико. Их споры используются в медицине для предотвращения пролежней, в качестве детской присыпки, а так же в литейном производстве.

Отдел Хвощевидные Хвощ В настоящее время этот отдел включает в себя всего около 25 видов мелких травянистых многолетних растений с хорошо развитым корневищем. От корневища отходят придаточные корни. Весной из корневища вырастают коричневатые неветвистые сочные полые членистые стебли. На их верхушке образуется колосок, в котором созревают многочисленные споры. После их созревания и высыпания хвощ образует зеленые вегетативные побеги, напоминающие елочки. Спор на них на образуется, зато активно происходит фотосинтез и накопление питательных веществ.

Высыпавшиеся из спорангиев споры в благоприятных условиях прорастают, образуют маленькие заростки – половое поколение. На них формируются архегонии и антеридии, продуцирующие половые клетки. Оплодотворение происходит в пленке воде во время дождя или выпадения росы. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается проросток нового спорофита.

Практическое значение хвощей невелико. Хвощ полевой применяется как лекарственное растение, его используют в качестве кровоостанавливающего и мочегонного средства. Стебли разных видов хвощей, особенно хвоща зимующего, можно использовать для полировки мебели, чистки посуды. Некоторые хвощи, например хвощ болотный, ядовиты для животных. Другие (хвощ полевой) являются трудноискоренимыми сорняками полей, особенно на кислых почвах.

Отдел Папоротниковидные Папоротниковидные являются одной из древнейших групп высших растений. Они произошли от риниофитов в девонском и достигли расцвета в каменноугольном периоде. В настоящее время известно около 10 тыс. видов папоротников. Они представлены разнообразными формами, в том числе тропическими древовидными папоротниками, достигающими 25 м в высоту и, видами, размеры которых не превышают нескольких миллиметров. Большинство папоротников предпочитает влажные местообитания, но есть среди них и засухоустойчивые виды. Особенно широко папоротники распространены в лесах, но встречаются и в других местообитаниях: на болотах и даже в пустынях. Есть среди папоротников и водные растения, живущие в реках, озерах и других пресных и солоноватых водоемах. Папоротники растут на земле, могут расти и в расщелинах скал. В тропических лесах распространены лиановидные и эпифитные папоротники. Среди водных папоротников есть плавающие формы (например, сальвиния).

Большинство папоротников – многолетние растения, иногда очень долго живущие. Тело папоротника расчленено на корень, стебель и лист. Корни у папоротников придаточные. Это означает, что первичный корень (корень зародыша) отмирает и вместо него развиваются корни стебля. Стебель папоротников развит относительно слабо, и листва по массе и размерам преобладает над ним. Так, у некоторых тропических папоротников при длине стебля 1 м листья достигают длины 10 м. Стебли папоротников содержат хорошо развитую проводящую ткань, между пучками которой располагаются клетки паренхимной ткани. Листья у папоротников уплощены и дифференцированы на черешок и пластинку. В большинстве случаев листья совмещают функции фотосинтеза и спороношения.

Типичным представителем папоротников является щитовник мужской, растущий на тенистых участках наших лесов. Это многолетнее травянистое растение с толстым коричневым корневищем и крупными перисторассеченными листьями, длиной более метра. От корневища отходят многочисленные придаточные корни. Папоротник

Размножается щитовник спорами и вегетативно. Во второй половине лета появляются листья, несущие на своей нижней стороне коричневые бугорки – сорусы. Сорус состоит из многих коробочек на ножках – спорангиев. В них происходит редукционное деление и образуются споры, которые после созревания разносятся ветром. Из проросшей споры развивается маленькая, диаметром около сантиметра, пластинка – заросток. На нижней стороне заростка образуются ризоиды и органы полового размножения – антеридии и архегонии. В антеридиях развиваются вытянутые, штопорообразно завитые клетки с пучком жгутиков на конце – сперматозоиды. В архегонии созревает одна яйцеклетка. Чтобы добраться до яйцеклетки и оплодотворить ее, сперматозоиду необходима вода – пусть даже одна капелька росы. После оплодотворения образуется зигота, которая развивается в проросток, вырастающий затем во взрослое растение.

Таким образом, у плаунов, хвощей и папоротников имеется два поколения: хорошо развитое многолетнее растение – спорофит с диплоидным набором хромосом и маленький, в большинстве случаев живущий короткий срок, заросток – гаметофит с гаплоидным набором хромосом.

Из древних папоротников формировались громадные залежи торфа. В болотах торф быстро уходил под воду и оказывался погребенным под слоем осадков. Со временем эти осадочные слои превратились в угленосные толщи. Практическое значение современных папоротников невелико. В тропических странах, в первую очередь в Юго-Восточной Азии, в сельском хозяйстве используют плавающий папоротник азоллу, живущий в симбиозе с азотфиксирующей синезеленой водорослью. Азоллу культивируют на рисовых полях как источник азота. Из корневищ щитовника мужского изготовляют сильное глистогонное средство. Молодые, улиткообразно скрученные на конце побеги ряда видов папоротников съедобны. Молодые листья некоторых папоротников используют в пищу в качестве салатов. Такие папоротники, как нефролепис, адиантум, асплениум, выращивают в качестве декоративных растений. Ряд водных видов используют для украшения аквариумов.

Вы познакомились с высшими споровыми растениями. А теперь, проверьте свои знания, ответив на вопросы теста.

1. Папоротники – это а) только травянистые растения б) только кустарники в) травянистые и древовидные растения г) кустарники и травы 2. В отличие от мхов у папоротников есть: а) цветки б) корни в) стебель г) листья 3. Вода необходима папоротникам для: а) передвижения б) дыхания в) размножения г) цветения 4. Месторождения каменного угля образовались из а) современных папоротников б) древних папоротников в) древних мхов г) древних водорослей 5. Папоротники считаются наиболее высокоорганизованными споровыми растениями потому, что: а) они размножаются спорами б) у них есть проводящие сосуды стебля в) они способны к фотосинтезу г) у них есть половой процесс

6. Папоротники растут во влажных местах так как: а) их размножение связано с водой б) не переносят солнечных лучей в) не могут расти на сухой почве г) это водные растения 7. Спорофит папоротника – это: а) предросток б) заросток в) взрослое растение г) зигота 8. Для высших растений характерна: а) анатомическая дифференцировка б) наличие тканей в) отсутствие настоящих органов и тканей г) тело – слоевище. 9. Мхи произошли от: а) псилофитов б) Папоротников в) Плаунов г) водорослей 10. В стебле мха различают ткани: а)покровную, б)механическую, в)паренхиму г) Все перечисленное.

11. У высших споровых растений имеется: А) два поколения Б) три поколения В) одно поколение Г) четыре поколения 12. Отдел современных хвощевидных растений включает в себя: А) древовидные растения Б) травянистые растения В) кустарниковые растения. 13. У хвощей от корневищ отходят: А) главный корень Б) придаточные корни В) боковые корни. 14. Ризоиды отсутствуют у мхов: А) сфагнума Б) кукушкиного льна В) маршанции 15. Современные плауновидные – это А) многолетние травянистые растения Б) однолетние травянистые растения В) древовидные и травянистые растения.

Проверь себя 1 в 6 а 11 а 2 б,в,г 7 в 12 б 3 в 8 а,б 13 б 4 б 9 а 14 а 5 б 10 г 15 а Если вы назвали все правильно, то вы успешно освоили тему. Если вы допустили ошибки, то проработайте тему с начала. Желаю успеха!