Подцарство Высшие растения (Telomophyta).

Высшие растения отличаются от низших следующими особенностями:

1) Тело расчленено на корень, стебель, листья и органы размножения;

2) Спецификация клеток приводит к образованию различных специфических тканей, осуществляющих проводящую, защитную, механическую функции;

3) Среда обитания наземная;

4) Закономерное чередование полового (гаметофит) и бесполого (спорофит) поколений. При этом, в жизненном цикле всех высших растений длительность существования спорофита резко преобладает над гаметофитом, особенно у древесных форм. Основным звеном в эволюции высших растений являлись преобразование и усложнение органов размножения с сокращением и последующей редукцией гаметофита как самостоятельного растения.

Вход растения на сушу и освоение наземной среды сопровождается усложнением общего плана строения и совершенствованием проводящей системы. Наиболее примитивные имели стебель и органы размножения, на следующем этапе появились листья и корни. Основные части растения – это стебель, выполняющий две функции: опорную и проводящую, с помощью листьев происходит фотосинтез, газообмен и испарение воды. Корень закрепляет растение на субстрате, снабжает водой и минеральными солями. Существует несколько типов тканей. Покровная (эпидермис, кожица) защищает растение от механических повреждений, от излишнего перегрева и испарения. Газообмен и испарение влаги осуществляется через устьеца – отверстия в эпидермисе.

Механические ткани состоят из вытянутых волокнистых клеток, которые обеспечивают сопротивление механическим воздействиям и способствуют прочности ствола. Механические ткани используют для изготовления ниток, тканей, веревок, канатов.

Проводящие ткани обеспечивают транспортировку от листьев к корням и наоборот. Это ксилема и флоэма, иногда между ними располагается камбий. В сочетании с механической тканью они формируют проводящие пучки (как артерии и вены у животных), соединяющие все органы растения. У древних высших растений (как риннофиты) в осевой части стебля находится цилиндр ксилемы, ее окружает кольцо флоэмы. При этом образуется единый центральный проводящий пучок – протостела (стела – от греч. столб).

Основная ткань заполняет все пространство между всеми тканями и состоит из клеток способных синтезировать и запасать органические вещества.

Для высших растений характерны листья, имеющие разную форму и строение. Особенностью высших растений является чередование полового (гаметофит) и бесполого (спорофит) поколений. Споровые растения (пример папоротник) несут на нижней стороне листьев вместилища спор – спорангии. После созревания спор стенки спорангия трескаются и споры рассеиваются ветром. Попадая на влажную почву, они прорастают, образуя маленькую земную пластину – заросток (или гаметофит), на котором развиваются женские (яйцеклетки) и мужские (сперматозоиды) половые органы. Капля дождя или росы упавшая на гаметофит, дает возможность сперматозоиду достигнуть яйцеклетки и оплодотворить ее. После этого яйцеклетка начинает делиться и прорастает в новое растение – спорофит, на котором развиваются спорангии.

У именных растений процесс смены поколений редуцирован. Спора не покидает спорангия, она прорастает внутри него. У семенных растений споры называются пыльцой. Размножение семенами имеет преимущество, т.к. они обладают запасом питательных веществ обеспечивают питание проростку. Кроме того, семя попав в неблагоприятные условии, не теряет всхожести и могут дождаться изменения их, т.е. дождя. Споры же в этом случае высохнут и погибнут. Несомненно, что появление семян у растений позволило им захватить новые обширные места обитания.

В соответствии со способом размножения подцарство высших растений разделено на два надотдела: споровые (Sporophyta) и семенные (Spermaphyta).

Надотдел Споровые (Sporophyta) растения.

Споровые растения характеризуются следующими признаками:

1) Размножение осуществляется с помощью спор;

2) Гаметофит – свободноживущий;

3) Ксилема (проводящий пучок) состоит из клеток с разнообразными порами;

4) Эволюция споровых связана с выходом растений на сушу и формированием ствола, листьев, корня.

К споровым относятся: маховидные, риниофиты, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные. У маховидных спорофит не существует как самостоятельное растение, у всех остальных споровых спорофит самостоятельный и преобладает над гаметофитом. Споровые появились в силуре и существуют поныне, но у современной флоре резко уступают в численности и разнообразии семенным растениям.

Отдел Маховидные.

Маховидные или мхи являются специфическими растениями т.к. сочетают признаки как низших, так и высших растений. Преимущественно наземные формы небольшой высоты от 1мм до 8-12 см. Мхи, сходные с низшими растениями представлены слоевищем с неразветвленными одноклеточными ризоидами (корневищами). Мхи, сходные с высшими растениями, имеют стебель и разветвленные многоклеточные ризоиды. Последние представляют собой тонкие корнеподобные образования и выполняют функции корня. Листья развиты только у гаметофитов мха и в отличие от спорофитов высших растений имеют иное анатомическое строение и имеют вид листовидных лопастей. Стебли с листьями и ризоидами встречаются только у полового поколения – гаметофита. Гаметофит вырабатывает яйцеклетки и подвижные сперматозоиды. После оплодотворения яйцеклетки возникает пластина – зигота, в виде тонкого стебелька с коробочкой, в которой находятся споры. После попадания спор на почву из них возникает росток с многочисленными почками. Из почек произрастают новые гаметофиты.

Мхи очень древние образования. Возможно они были первыми наземными растениями. Произошли они либо от зеленых водорослей, либо от риниофитов или имеют с ними общего предка. Наиболее древние достоверные мхи известны из девона. В настоящее время мхи, такие как сфагнум образуют почти сплошные покровы на болотах и являются основным растениями, создающими торфяные залежи. Протерозой – ранний палеозой, девон современность.

Отдел Риниофиты.

Риниофиты – первые наиболее примитивные высшие наземные растения травянистого облика высотой 20-70 см. Стебель стелющий, дихотомически разветвляющийся. Еще нет отчетливого деления на стебель, листья, корни. Стебель в нижней части переходит в клубневидные побеги, от которых отходят одноклеточные нити – ризоиды, выполняющие роль корня. В стебле один приводящий пучок, окруженный корой. Кожица коры имела устьеца, через которые осуществляется газообмен, что свительствует о том, что они были наземными. Размножение – споровое. Спорангии расположены на концах веточек. Все растения, в том числе и споры, пропитано кремнеземом. Риниофиты возникли в середине силура, вымерли в конце девона. Представитель p.Rhynia.