Высшие споровые растения

Высшие споровые растения представляют собой наземные растения, которые размножаются при помощи спор. Это новая ступень в эволюции растительного мира. От низших растений высшие отличаются тем, что их тела расчленяются на несколько частей. У их вегетативных органов, состоящих из корня, стебля, листьев, довольно сложная тканевая структура.

Высшие споровые растения, в основном, населяют суходол. Но среди них могут быть и те представители растительности, средой обитания которых являются водоемы.

В эту группу включили все наземные, размножающиеся и распространяющиеся спорами листостеблевые растения.

К высшим споровым растениям относят такие отделы, как:

• Мхи или Мохообразные (насчитывают около 25 тыс. видов);
• Папоротники или Папоротникообразные (более 10 тыс. видов);
• Плауны или Плаунообразные (насчитывают около 400 видов);
• Хвощи или Хвощеобразные (насчитывают до 32 видов).

Основными обитателями водоемов остались низшие растения. Сушу же постепенно завоевали высшие. Со временем им удалось приспособиться к новой среде и приобрести ряд особенностей.

О предпосылках выхода растений на сушу

Первые растения на Земле появились в воде. Это были водоросли. Водоросли существовали в воде уже миллиарды лет, когда начали осваивать сушу первые наземные растения. Так почему же растения не могли появиться на суше раньше?

Особую важность представляет то, что из кислорода в атмосфере был образован озоновый слой, не пропускающий на землю смертоносные короткие ультрафиолетовые лучи. В связи с этим у растений появилась возможность выйти на сушу.

Приспособления растений к наземно-воздушной среде

Растениям, которые покинули привычную для них водную среду обитания, нужно было приспособиться к новым условиям жизни на суше. А эти условия достаточно резко отличались от привычных. Растениям нужно было защищаться от высыхания, закрепляться в почве, приспособиться к поглощению минеральных веществ и воды из почвы, а кислорода и углекислого газа — из воздуха. Кроме того, растениям необходима была опора, потому что в отличие от воды воздух их поддерживать не мог.

Таким образом, у растений появились органы. Покровные ткани защищали растения от высыхания, а устьица в них осуществляли газообмен для дыхания и фотосинтеза. Возникли проводящие ткани, транспортирующие воду и минеральные вещества в стебель, и листья, а органические вещества из листьев — по всему растению. И, наконец, были образованы механические ткани.

Все эти изменения у вышедших на сушу растений происходили постепенно.

Признаки, характеризующие высшие споровые растения

А теперь постараемся разобраться, какие признаки можно считать характерными для высших растений, являющихся споровыми.

1. Различные типы тканей

От неблагоприятных условий растения с внешней стороны защищены покрывающей их тканью. Хлорофиллоносная ткань нужна для процесса фотосинтеза. Проводящая ткань отвечает за осуществления полноценного обмена веществ между надземными и подземными органами. Большую роль имеют запасающие и опорные механические ткани.

2. Тело расчленено на органы

У высших растений есть специальные органы – корневые волоски и ризоиды, с помощью которых могут впитывать из субстрата минеральные вещества.  Высшие растения характеризуются автотрофным питанием. Листик у них сформирован как фотосинтезирующий орган. Связь между зеленой клеткой листка и корневым волоском обеспечивают сформировавшиеся в результате эволюции стебель и корень растения. От них же зависит его стойкость в почве и воздушной среде.

3. Многоклеточные органы полового размножения

Подразделяются на два типа – мужские и женские или, соответственно, антеридии и архегонии.

4. Начало онтогенеза – зародыш

Формирование индивидуального организма начинается с зародыша, который развивается из диплоидной клетки – зиготы. Образование этой клетки – результат слияния гамет.

5. Регулярное чередование поколений – полового и бесполого

Спорофит – это в биологии название бесполого поколения. Другое поколение – половое – получило название гаметофит.

6. В цикле развития превалирует спорофит (кроме мохообразных)

Диплоидному поколению (спорофиту) присущи огромные объемы генетической информации и значительная приспособленность к наземным условиям. Эти качества привели к его преимущественному развитию.

Характеристика высших споровых растений

У высших растений в отличие от низших — водорослей, тело делится на органы: корни, стебли, листья. Каждый орган выполняет свои определенные функции. Органы состоят из тканей, обеспечивающих выполнение этих функций.

В жизненном цикле высших растений можно увидеть четкое чередование поколений — спорофита и гаметофита. Гаметофит образует многоклеточные половые органы, в которых развиваются гаметы. Когда происходит слияние гамет, образуется зигота, из которой вырастает следующее поколение — спорофит. На спорофите созревают споры. Споры у растений могут быть все одного или разных размеров — мелкие (микроспоры) и крупные (мегаспоры).

У высших растений одно поколение по размерам всегда больше другого, и на его долю приходится большая часть жизненного цикла растения. Только у растений одного отдела Моховидные можно обнаружить преобладание поколения гаметофитов. У всех же остальных высших растений — поколение спорофитов.

Как классифицируются высшие споровые растения

• Хвощеобразные
• Плаунообразные
• Мохообразные
• Папоротникообразные.

В жизненном цикле высших споровых растений, как и у некоторых водорослей, чередуются особи бесполового и полового поколений, которые размножаются, соответственно, бесполым и половым путем. В полном жизненном цикле, который обеспечивает непрерывность жизни организмов, происходит чередование гаметофита (полового) и спорофита (бесполого поколения). На спорофите образуются органы бесполого размножения, на гаметофите – полового.

Половые органы развиваются на половом поколении. Мужские половые органы – антеридии – образование овальной формы, внутри которых развиваются подвижные сперматозоиды (жгутиковые мужские половые клетки) женские половые органы – архегонии, колбоподибнои формы, у них развивается неподвижная женская половая клетка – яйцеклетка.

Для оплодотворения сперматозоиду нужно попасть во внешнюю среду и оплодотворить яйцеклетку, находящуюся внутри архегонии. Для перемещения сперматозоида необходима вода. С оплодотворенной яйцеклетки образуется зародыш. Он прорастает и превращается во взрослую особь неполового поколения (спорофит), которая размножается спорами, образующихся на ней в спорангиях. Особи полового и неполового поколения имеют различия между собой – по строению.

Распространены они в разных климатических зонах. Однако большинство живет на влажных участках суши, хотя некоторые виды этих растений встречаются и в сухих борах, и даже в пустынях.

1. Отдел Моховидные. В этот отдел входит более 25 тыс. видов. Корней нет. Спорофит самостоятельно не существует, развивается и всегда находится гаметофите, получая от него воду и питательные вещества. Спорофит — это  коробочка, в которой развивается спорангий на ножке. Отдел включает класс листостебельные мхи, класс печеночники и антоцеротовые.
2. Отдел Плауновидные – очень древняя группа, к которой относятся как ископаемые, так и ныне живущие растения. У них длинные стелющиеся дихотомически ветвящиеся побеги, густо усаженные жесткими мелкими листьями.
3. Отдел хвощевидные. Многолетние травы лугов, болот, лесов и полей. От корневищ отходят придаточные корни и надземные побеги, имеющие типичное членистое строение. От узлов отходят мутовки бурых чешуйчатых листьев, сросшихся в трубчатое влагалище, и мутовки боковых побегов.
4. Отдел папоротниковидные. Преобладание долговечного листостебельного спорофита над эфемерным примитивным гаметофитом, наличие у спорофита крупных, обычно перисто-рассеченных, сложно устроенных листьев – вай, расположение спорангиев группами (сорусами) на нижней стороне листьев.

Для закрепления пройденного материала предлагаю ответить на несколько несложных вопросов.

Вопросы для повторения

1. С какими трудностями столкнулись растения, выйдя на сушу?
2. Почему эти растения относят к высшим растениям?
3. Но почему мы добавляем слово споровые растения?
4. По каким признакам высшие растения делятся на группы?
5. Расскажите об особенностях полового размножения высших споровых растений.
6. При каких условиях растения вышли на сушу?
7. Как и почему изменился состав атмосферы Земли?
8. Перечислите, какие приспособления были нужны растениям, чтобы освоить сушу.