Классификация растений. Высшие растения

Моховидные - это мелкие растения без проводящих тканей; многие из них обладают просто устроенными «стеблями» и «листьями».

Листостебельные, или просто мхи насчитывают 14 000 видов, растущих в самых разных условиях среды. Стебель у них прямостоячий или стелящийся, а расположение листьев – спиральное.

Печеночники отличаются ото мхов уплощенным телом, у которого четко различимы верхняя и нижняя стороны. Они могут выглядеть как лопастные пластины без признаков листьев или как облиственные побеги. Встречаются в сырых местах.

папоротникообразные

плауновидные

хвощевидные

папоротниковидные

Плауновидные.Травянистые многолетние растения, встречающиеся в сыроватых хвойных и смешанных лесах. Около 1 тыс. видов. Они имеют стелющийся стебель, укрепленный в почве с помощью придаточных корней и несущий множество веток, покрытых мелкими темно-зелеными листьями. Верхушечные побеги заканчиваются спороносными колосками.

Хвощевидные.Многолетние травянистые растения, обитают на влажной кислой почве в сырых лесах, на болотах, влажных полях и лугах. Имеют хорошо развитое корневище с клубнями. Побеги состоят из члеников (междоузлий). На верхушках побегов расположены спороносные колоски.

Папоротниковидные.Около 10 тыс. видов многолетних, чаще травянистых растений. Спорофит разделен на корень, стебель и листья (вайи). Корни придаточные, отходящие от корневища. Стебли развиты плохо, и листва по массе и размерам преобладает над стеблем. На нижней части листа развиваются спорангии.

Высшие семенные растения

Голосеменные (хвойные) растения

Покрытосеменные (цветковые) растения

Голосеменные.По сравнению со споровыми растениями, более прогрессивными с эволюционной точки зрения являются семенные растения. Если спора - это просто одна клетка в защитной оболочке, то семя - сложный многоклеточный орган, содержащий зародыш растения и вещества, необходимые для его развития на первом этапе жизни. К семенным относятся голосеменные (размножаются семенами, но не образуют плодов) и покрытосеменные (семена заключены в плоды). В отделе голосеменных растений (около 720 видов) выделяют 6 классов: семенные папоротники (полностью вымерли), саговниковые (произрастают в тропиках и субтропиках), беннеттитовые (полностью вымерли), гнетовые (произрастают во влажных тропических лесах), гинкговые (гинкго двулопастное, субтропики) и хвойные (около 560 видов).

У голосеменных хорошо выражен главный корень, развивающийся из корешка зародыша. Представители отдела — разноспоровые растения. Спорангии и семязачатки располагаются на листьях (спорофиллах), собранных в стробилы или шишки. Гаметофит редуцирован, но в меньшей степени, по сравнению с покрытосеменными. На женском гаметофите образуются архегонии (в отличие от покрытосеменных). Расселение голосеменных осуществляется посредством семян. Запасающая ткань семян голосеменных (остаток гаметофита) гаплоидна, а не триплоидна, как у покрытосеменных. Процесс размножения не связан с водой. При прорастании пыльцевого зерна образуется пыльцевая трубка. Семязачатки, а затем и семена располагаются открыто на семенной чешуе, отсюда название отдела.

Покрытосеменные или Цветковые.Эволюционно наиболее молодая и самая многочисленная группа растений (около 250 тыс. видов). Составляют основную массу растительного вещества биосферы.

Прогрессивные особенности покрытосеменных растений:

• для покрытосеменных характерен особый генеративный орган — цветок, имеющий сложную организацию и представляющий собой видоизмененный обоеполый стробил, гомологичный стробилам голосеменных;
• основной единицей расселения является семя (как и у голосеменных);
• семязачатки (в отличие от голосеменных, у которых они располагаются открыто на семенной чешуе) защищены стенками завязи, сформированной из одного или нескольких плодолистиков;
• при опылении "используются" различные животные (насекомые, птицы, летучие мыши и др.), а также потоки воздуха и воды;
• наблюдается максимальная редукция гаметофитов, при этом архегониев и антеридиев нет;
• процесс полового размножения сопровождается двойным оплодотворением, в результате которого образуется диплоидная зигота и закладывается триплоидная питательная ткань — эндосперм;
• имеется плод, что позволяет использовать различных агентов при распространении семян;
• хорошо сформирована проводящая система, у подавляющего большинства ксилема представлена сосудами, а не трахеидами; ситовидные элементы флоэмы снабжены клетками-спутницами;
• фотосинтетический аппарат устойчив к действию прямых лучей света, что позволяет заселять открытые, сильно освещенные места;
• наблюдается большое разнообразие жизненных форм — встречаются древесные, полудревесные виды, травы;
• для некоторых характерно быстрое протекание процессов развития и роста (однолетние формы);
• в отличие от остальных групп, цветковые могут образовывать сложные многоярусные сообщества.

Таким образом, цветковые являются наиболее высокоорганизованной группой в мире растений, обладающей значительной эволюционной пластичностью, имеющей большие возможности приспособления (адаптации) к различным условиям среды.

	Двудольные	Однодольные
Строение зародыша	Зародыш имеет две семядоли	Зародыш имеет одну семядолю
Строение листа	Листья простые и сложные. Жилкование обычно сетчатое	Листья простые. Жилкование параллельное или дуговое
Корневая система	Обычно стержневая	Обычно мочковатая
Жизненные формы	Древесные, полудревесные и травянистые формы	Травы
Цветки	Обычно пятичленные, реже четырехчленные	Обычно трехчленные, реже четырехчленные

Мхи относят к высшим споровым растениям, потому что у мхов впервые в ходе эволюции появляются органы: листья, стебель. Но у мхов отсутствуют корни, функция корней выполняют ризоиды.

Папоротники более высокоорганизованные растения, так как у них впервые в ходе эволюции появляются настоящие корни. Имеются листья (вайи), стебель, размножаются с помощью спор.

Голосеменные растения относятся к высшим семенным растениям, потому что впервые в ходе эволюции голосеменные растения размножаются с помощью семян.

Цветковые (покрытосеменные растения) – самая высокоорганизованная группа растений, так как у них в ходе эволюции появляется цветок – орган семенного размножения, плод, в котором семеня покрыто околоплодником.

Появление наземных, или высших, растений ознаменовало начало новой эры в жизни нашей планеты. Освоение растениями суши сопровождалось появлением новых, наземных, форм животных; сопряженная эволюция растений и животных привела к колоссальному разнообразию жизни на земле, изменила ее облик. Первые достоверные наземные растения, известные только по спорам , датируются началом силурийского периода . Из верхнесилурийских и нижнедевонских отложений по сохранившимся макроостаткам или по отпечаткам органов описаны наземные растения. Эти первые известные нам высшие растения объединены в группу риниофитов . Несмотря на анатомическую и морфологическую простоту строения, это были уже типичные наземные растения. Об этом свидетельствует наличие кутинизированной эпидермы с устьицами, развитой водопроводящей системы, состоящей из трахеид , и наличие многоклеточных спорангиев с кутинизированными спорами. Следовательно, можно предположить, что процесс освоения суши растениями начался значительно раньше - в кембрии или в ордовике .

Предпосылок для появления наземных растений было, по-видимому, несколько. Во-первых, независимый ход эволюции растительного мира подготовил появление новых, более совершенных форм. Во-вторых, за счет фотосинтеза морских водорослей в атмосфере земли произошло увеличение количества кислорода; к началу силурийского периода оно достигло такой концентрации, при которой оказалась возможной жизнь на суше. В-третьих, в начале палеозойской эры на обширных территориях земли происходили крупнейшие горообразовательные процессы, в результате которых возникли Скандинавские горы, горы Тянь-Шань, Саяны. Это вызвало обмеление многих морей и постепенное появление суши на месте бывших мелких водоемов. Если раньше водоросли , населявшие литоральную зону, только в отдельные кратковременные периоды жизни оказывались вне воды, то по мере обмеления морей они переходили к более длительному пребыванию на суше. Это, очевидно, сопровождалось массовой гибелью водорослей; выживали лишь те немногие растения, которые смогли противостоять новым условиям жизни.

В ходе длительного эволюционного процесса возникали новые виды, постепенно формировавшие типичные наземные растения.

К сожалению, промежуточные формы палеонтологическая летопись не сохранила. Новая воздушно-наземная среда обитания оказалась чрезвычайно противоречивой, принципиально отличной от первоначальной водной. Прежде всего она характеризовалась повышенной солнечной радиацией, дефицитом влаги и сложными контрастами двухфазной воздушно-наземной среды. Вполне вероятно допустить, что у некоторых переходных форм в процессе обмена веществ мог вырабатываться кутин , который откладывался, на поверхности растений. Это было первым этапом формирования эпидермы . Чрезмерное выделение кутина неминуемо приводило к гибели растений, так как сплошная пленка кутина препятствовала газообмену. Только те растения, у которых выделялось умеренное количество кутина, смогли сформировать сложную специализированную ткань - эпидерму с устьицами, способную и защищать растение от высыхания, и осуществлять газообмен. Таким образом, важнейшей тканью наземных растений, без которой невозможно освоение суши, следует считать эпидерму. Однако возникновение эпидермы лишало наземные растения возможности поглощать воду всей поверхностью, как это происходит у водорослей.

У самых первых наземных растений, имевших еще небольшие размеры, поглощение воды осуществлялось с помощью ризоидов - одноклеточных или многоклеточных однорядных нитей. Однако по мере увеличения размеров тела происходил процесс формирования сложных специализированных органов - корней с корневыми волосками. По-видимому, образование корней, начавшееся с верхнедевонского периода , в разных систематических группах растений происходило разными путями. Активное поглощение воды ризоидами и корнями стимулировало возникновение и совершенствование водопроводящей ткани - ксилемы.