Разнообразие от висши растения: произход и жизнен цикъл, разлики от низшите растения. Основни характеристики на растенията Липса на мускулна и нервна тъкан

По външен вид, по своята структура и биологични характеристики висшите растения са много разнообразни. Към тях, освен цъфтящи и голосеменни, спадат и папрати, хвощове, мъхове и мъхове. Основната разлика между голосеменните и висшите спорови растения е възпроизвеждането на семена. Броят на видовете достига 300 хиляди, а според някои ботаници най-малко 500 хиляди.

основни характеристики

Висшите растения са развили много различни адаптации и свойства за живот в различни земни условия. Покритосеменните са постигнали най-голямо развитие и адаптивност към сухоземен начин на живот.

Характеристики, характерни за висшите растения:

• Диференциация на органи и тъкани;
• проводяща система, състояща се от ксилема и флоема;
• правилна смяна на поколенията;
• органи на половото размножаване: антеридии и архегонии;
• Тялото на растението се характеризира с листно-стъблена структура.

Основания за разделяне на растенията на висши и низши

Всички представители на растителния свят, в зависимост от структурата си, се разделят на 2 групи - низши и висши.

Основният критерий, по който растенията се класифицират като висши, е наличието на сложна тъканна структура. Представен е от проводими и механични тъкани. Също така отличителна черта е наличието на трахеи, трахеиди и ситовидни тръби, които бързо доставят хранителни вещества от корена до листата, съцветията и стъблата.

По-ниските от своя страна имат примитивна структура, състояща се от една клетка; има многоклетъчни организми, тялото на които се нарича талус. Те са лишени от корени, стъбла и листа.

Липса на мускулна и нервна тъкан

Висшите растения са група живи организми, които заемат специално място в природата. Представителите на растителния свят са способни на фотосинтеза, преобразуват енергията на слънчевата светлина в органични вещества и кислород. Те получават храната си от почвата и околната среда, така че не е необходимо да се движат в търсене на храна. Оплождането се извършва с помощта на гризачи, насекоми и вятър, така че тяхната мускулна и нервна тъкан не се развива. За разлика от животните, които изминават огромни разстояния, за да получат храна и да търсят благоприятни места за размножаване и отглеждане на потомство.

Смисълът в природата и човешкия живот

1. Обогатяване на атмосферния въздух с кислород.
2. Неразделна връзка в хранителните вериги.
3. Използва се като строителен материал, суровина за производство на хартия, мебели и др.
4. Приложение на полезни свойства в медицината.
5. Производство на естествени тъкани (лен, памук).
6. Почиства въздуха от прахови замърсители.

Жизнен цикъл

Висшите растения се характеризират с наличието на ясно изразено редуване на две поколения: сексуално (гаметофит) и безполово (спорофит). Спорофитът постепенно заема доминираща позиция над гаметофита. Само бриофитите са изключение, тъй като в тях гаметофитът достига по-голямо развитие, а спорофитът, напротив, значително намалява.

В процеса на еволюцията сексуалният процес е станал по-сложен, развити са многоклетъчни репродуктивни органи, които добре предпазват яйцето от изсъхване. Женската гамета - яйцеклетката - е неподвижна. Постепенно настъпват значителни промени в структурата и физиологията на мъжките зародишни клетки.

При по-напреднали видове висши растения (покритосеменни) подвижните сперматозоиди с флагели се превърнаха в сперматозоиди без флагели, които загубиха способността си да се движат независимо. И ако при по-древните сухоземни представители (мъхове, мъхове, хвощове и папрати) все още има зависимост на акта на оплождане от водната среда, то при по-организирани видове (повечето голосеменни и всички покритосеменни) пълна независимост на половото размножаване от капка -наблюдава се течна вода.

Спорофитът е безполово диплоидно поколение, върху което се образуват органи за безполово размножаване - спорангии. След редукционно делене в тях се образуват хаплоидни спори. От тях се развива хаплоиден гаметофит.

Произход

Преди около 400 милиона години се появяват първите форми на растения, адаптирани към живот на сушата. Излизането от водата доведе до адаптивни промени в структурата на някои видове, които се нуждаеха от нови структурни елементи, за да оцелеят.

Така растителният свят напусна водната среда и започна да населява земните пространства. Такива „пътеводители“ бяха ринофити, които растяха близо до бреговете на резервоари.

Това е преходна форма на живот между низши растения (водорасли) и висши. Структурата на ринофитите има много прилики с водораслите: истинските стъбла, листата и кореновата система не се виждат. Те са били прикрепени към почвата с помощта на ризоиди, чрез които са получавали хранителни вещества и вода. Ринофитите имаха покривни тъкани, които ги предпазваха от изсъхване. Те се размножават с помощта на спори.

Впоследствие риниофитите се модифицират и дават началото на развитието на клубни мъхове, хвощове и папрати, които вече имат стъбла, листа и корени. Това са били предците на съвременните спорови растения.

Защо мъховете и цъфтящите растения са класифицирани като висши спори?

Мъховете са висши растения, които имат най-примитивна структура. Няма коренова система. Те се отличават от водораслите по наличието на ризоиди; тялото се диференцира на органи и тъкани. Мъховете, подобно на висшите растения, се размножават чрез спори.

Цветните представители имат тяло, разделено на органи. Вегетативните органи са корени и издънки, които осигуряват растежа и развитието. Както и репродуктивни органи - плодове, семена, цветове, които отговарят за размножаването.

Прилики и разлики с водораслите

Разлики:

1. Водораслите не са диференцирани в органи и тъкани; често тялото е представено от една клетка или група от тях. Висшите растения са надарени с добре развити тъкани, имат корени, листа и стъбла.
2. При водораслите преобладава безполовото размножаване чрез делене на първоначалната майчина клетка. Характеризират се също с вегетативно и половото деление. Висшите спорови растения се характеризират със строго редуване на сексуални и безполови поколения.
3. Какви органели липсват във висшите клетки, но са характерни за низшите видове? Това са центриоли, които присъстват и при животните.

Прилики:

1. Начин на хранене – и двете групи растения са фотоавтотрофи.
2. Клетъчна структура: наличие на клетъчна стена, хлорофил, хранителни вещества.
3. Те не могат активно да се движат; в жизнения им цикъл се редуват две фази: гаметофит и спорофит.

Светът на живите същества е изграден от растения, животни и микроорганизми, между които съществува дълбоко единство, което се проявява в сходството на клетъчния строеж, химичния състав и метаболизма. Раздразнителността, растежът, размножаването и други основни прояви на жизнената дейност са характерни за всички живи организми.

Въпреки това, според определен комплекс от знацирастения могат лесно да се разграничат от представители на други царства.

Повечето растения са зелени, но понякога могат да имат различен цвят.

Пример 1

Например, има водорасли с червени, кафяви и жълти цветове. Цветът на растенията се определя от наличието в техните клетки на специални съединения - багрила, които се наричат ​​пигменти (от лат. pigmentum - боя). Зеленият цвят на растенията се дължи на специално, най-често срещано багрило - пигмента хлорофил (от гръцки chloros "зелен" и phyllon - "лист".

Именно хлорофилът осигурява процеса на фотосинтеза, по време на който растенията улавят слънчевата светлина и абсорбират енергията им. Така растенията реализират своята уникална способност: преобразуват слънчевата енергия в химическата енергия на органичните вещества, които създават.

Растенията пряко или косвено осигуряват източник на енергия за животните. Значението на фотосинтезата за съществуването на нашата планета не се ограничава до образуването на органични вещества от неорганични. По време на процеса на фотосинтеза растенията не само абсорбират въглероден диоксид, но и освобождават кислород, който другите организми дишат. Преди появата на фотосинтезиращите организми в земната атмосфера не е имало кислород.

Растенията поддържат нивото на кислород в атмосферата $(21\%)$, необходимо за съществуването на повечето организми и предотвратяват натрупването на излишен въглероден диоксид в нея. Важна роля на растенията е и пречистването на въздуха от замърсяване с вредни вещества.

Всички растения се характеризират с наличието на плътни клетъчни мембрани (стени), които се състоят предимно от целулоза. Клетъчната стена е надмембранна структура. Целулозата е въглехидрат, характерен за растенията. Придава на клетките еластичност и поддържа постоянна форма.

1. Растителните клетки имат големи вакуоли, пълни с клетъчен сок.
2. В растителните клетки липсва клетъчен център (центрозома).
3. Минералните соли в цитоплазмата могат да бъдат открити или в разтворено състояние, или под формата на кристали.

Растенията често имат много сложни структури, но някои от тях са едноклетъчни (Chlamydomonas, Chlorella).

Клетките на тези организми са доста големи (до няколко сантиметра) и имат голяма централна вакуола, която регулира тургора (осмотичното налягане в клетката, което води до напрежение в клетъчната мембрана).

Резервното хранително вещество обикновено са нишестени зърна или въглехидрати, подобни по структура и химични свойства (лилаво нишесте - водорасли, инулин - йерусалимски артишок). Растителните клетки могат да се обединяват в тъкани, които от своя страна почти напълно отсъстват от междуклетъчно вещество. Някои тъкани, като склеренхим и корк, се състоят почти изцяло от мъртви клетки.

Освен това, за разлика от животните, растенията съдържат различни видове клетки; основата на ксилемата се състои от водопроводни елементи и дървесни влакна.

По принцип растенията водят привързан начин на живот.Те се характеризират само със специални видове движения: тропизми - растежни движения и гадости - движения в отговор на стимул.

4. Растенията нямат специални отделителни органи.
5. Те са способни на неограничен растеж, което се среща в определени области на тялото, образувани от меристематични недиференцирани клетки (стволов камбий и растежни конуси на върха на корените и издънките, интеркаларна меристема във възлите на зърнени култури).
6. Повечето растения се характеризират със силно разклоняване на тялото, което увеличава повърхността му.Тази особеност се дължи на начина на живот на растенията - усвояването на газообразни (от атмосферата) и течни (от почвата) компоненти. Благодарение на разклоняването се създават по-благоприятни условия за улавяне на светлина и абсорбиране на вещества.
7. Всички жизнени процеси на растенията се регулират от специални вещества - фитохормони.
8. Повечето растения се характеризират с сезонност на увяхване и падане на листата с настъпването на студеното време, както и активен растеж на тъканите и образуване на пъпки по време на затопляне.
9. Растенията са първата връзка във всички трофични вериги, защото животът на животните зависи от тях.

Бележка 1

Известни са около $350 хиляди растителни видове, сред които има едноклетъчни, колониални и многоклетъчни организми. Без растения съществуването на по-голямата част от другите живи организми на нашата планета би било невъзможно. Именно растенията поддържат постоянството на газовия състав на атмосферата, абсорбирайки въглероден диоксид от него и отделяйки кислород. Те натрупват органична материя на Земята (приблизително $4,5 x $1011 милиарда тона годишно).

Растителните съобщества (фитоценози) формират ландшафтното разнообразие на нашата планета, както и неограничено разнообразие от условия на околната среда за други организми. Тези растения преди всичко определят характера на определена общност.

Растенията се делят на низши (водорасли) и висши. Всяка група от своя страна също има свои характерни черти.

Характеристики на нисшите растения:

• Тялото е представено от едно- или многоклетъчен жаргон или талом.
• Тялото е неразклонено или дихотомно разклонено, но не е разделено на вегетативни органи.
• В тялото липсва специална проводяща тъкан.

Характеристики на висшите растения:

• Има повече или по-малко добре развити вегетативни органи.
• Имат специална система от проводими тъкани и механични елементи.
• Правилно ритмично редуване на поколенията.
• Липса на допълнителни пигменти в клетките.
• Развит е многоклетъчен женски репродуктивен орган (архегоний).

Част 3. Царството на растенията

Нисши растения. Група отдели Водорасли

Отдел за зелени водорасли

Отдел Червени водорасли (Лилави водорасли)

Отдел Кафяви водорасли

Висши растения

Отдел Бриофити

Отдел Плаконоги

Отдел Хвощ

Отдел Покритосеменни (Цъфтящи) растения

В съвременния свят има повече от 550 хиляди вида растения. Те съставляват около 95% от биомасапланетите са масите от всички живи организми, които я населяват. Растенията са основните производители (производители) на органична материя на Земята.

Флората на нашето време е представена от растителни организми с много различни структури и екологични характеристики. Да, да по-ниски растения– водорасли – тялото не е разделено на органи, а висши растения(те включват мъхове, мъхове, хвощ, папрати, голосеменни и покритосеменни) имат корени (мъховете нямат корени), стъбла и листа. От екологична гледна точка растенията се разделят на светлолюбиви и сенкоустойчиви, живеещи във влажни (тропици, субтропици) или сухи места.

В различните климатични зони именно съобществата от различни растения определят структурата биоми– съвкупности от живи организми (животни, растения, гъби и микроорганизми), обитаващи определена територия: тундра, широколистна гора, степ, тропическа гора, савана и др.

Но въпреки цялото си разнообразие, растителните организми имат общи черти, чиято съвкупност ги отличава от представителите на други царства на живата природа.

Основни характеристики на растенията

1. Почти всички растителни организми - автотрофии способен на фотосинтеза– образуването на органични молекули от неорганични поради светлинна енергия. Поради това в растенията реакциите на биологичния синтез на органични молекули преобладават над процесите на разграждане на веществата в метаболитните процеси. В резултат на това растенията образуват органичната биомаса, с която се хранят животните и другите хетеротрофни организми.

2. Растенията имат специални пигменти,съдържащи се в пластидите – специфични растителни органели, напр хлорофил.Други пигменти – оранжево-жълти и червени каротеноиди- появяват се, когато листата пожълтяват, а също така придават на отделни части от растения (плодове, цветя) определен цвят. Тези пигменти играят много важна роля в живота на растенията, участвайки във фотосинтезата.

3. Жизнените процеси на растителния организъм се регулират от специални растителни хормони - фитохормони.Тяхното взаимодействие осигурява растеж, развитие и други физиологични процеси, протичащи в растенията. Пример за това е етиленът, който се появява в стареещите растителни тъкани, или ауксини, вещества, които ускоряват растежа на растенията. Фитохормоните се синтезират в минимални количества и се транспортират през проводната система на тялото.

4. Растителните клетки са заобиколени от дебела стена,разположени навън от цитоплазмената мембрана. Състои се основно от целулоза.Тази клетъчна стена е специфична черта на растенията: животните я нямат. Наличието на твърда обвивка във всяка растителна клетка определя ниската подвижност на растенията. В резултат на това храненето и дишането на растителния организъм започва да зависи от повърхността на тялото му в контакт с околната среда. В процеса на еволюцията това доведе до силно, много по-изразено, отколкото при животните, разчленяване на тялото - разклоняване на кореновата система и издънките.

5. Задължителен продукт от метаболизма на растенията е клетъчен сок.Това е разтвор на различни органични (аминокиселини, протеини, въглехидрати, органични киселини, танини) и неорганични (нитрати, фосфати, хлориди) вещества. Натрупвайки се в цитоплазмата, клетъчният сок повишава вътреклетъчното налягане, причинявайки напрежение в клетъчната стена - тургорВ резултат на това растителните тъкани придобиват висока якост.

6. Растенията имат неограничен растеж:те увеличават размера си през целия си живот.

Растителното царство включва две големи групи организми - НепълноцененИ висши растения,различаващи се по основните характеристики на структурата и жизнената дейност.

Долни растения

Низшите растения включват най-просто организираните представители на растителния свят. Вегетативното тяло на нисшите растения не е разделено на органи (стъбло, лист) и е представено от талус - наречен талус. Нисшите растения се характеризират с липса на сложна вътрешна диференциация, нямат анатомична и физиологична система от тъкани. като висшите растения; половите репродуктивни органи на нисшите растения са едноклетъчни (с изключение на Characeae и някои кафяви водорасли. Нисшите растения включват бактерии, водорасли, слузести плесени (миксомицети), гъби, лишеи. Водораслите принадлежат към групата на автотрофните организми. Бактериите (с редки изключения), миксомицетите и гъбите са хетеротрофни организми, които изискват готова органична материя. И двамата сякаш се допълват. Водораслите служат като основни производители на органична материя във водните тела. Разграждането на органичните вещества и тяхната минерализация се извършват в резултат на дейността на хетеротрофни организми: бактерии и гъбички. Благодарение на процесите на разлагане на органични вещества, атмосферата се допълва с въглероден диоксид. Някои почвени бактерии и синьо-зелени водорасли са способни да фиксират свободния атмосферен азот. По този начин биологичният цикъл на веществата, извършван от автотрофни и хетеротрофни организми, е немислим без дейността на нисшите растения. По широко разпространение в природата и численост низшите растения превъзхождат висшите.

32. Водорасли. Класификация, структурни особености и размножаване

Водораслите са голяма и разнообразна група от долни талусни растения, чието основно местообитание е водата. Водораслите представляват най-малко половината от общото производство на кислород в биосферата. Те могат да бъдат едноклетъчни и многоклетъчни. Основната им характеристика е липсата на разделение на тялото на органи и истински тъкани. Такова тяло се нарича талус. Водораслите са често срещани в сладки и солени водоеми и са много по-рядко срещани на сушата (стъблата на дърветата). Водораслите се размножават полово и безполово. Дишането се извършва по цялата повърхност на тялото. Автотрофно хранене (на светлина) - фотосинтеза; на тъмно много водорасли преминават към хетеротрофен режим на хранене, абсорбирайки разтворени органични вещества по цялата повърхност на тялото. Отделът на зелените водорасли включва едноклетъчни, колониални и многоклетъчни организми, съдържащи хлорофил. За разлика от висшите растения, хлорофилът се съдържа в хроматофора ( водорасли пластиди). Хроматофорите в клетките на различни водорасли имат различни форми: ленти, спирали, чаши. Много едноклетъчни представители имат органели на движение - флагели. Водораслите са: синьо-зелени, пирофитни, златисти, диатомени, жълто-зелени, кафяви, червени, евгленови, зелени и харофитни. Отдел за зелени водорасли, 20 хиляди видаЕдноклетъчни колониални и многоклетъчни талусни растения. Те живеят в сладки и солени водоеми, върху влажна почва и дървесна кора в симбиоза с гъби (лишеи). Хроматофорите съдържат зелен пигмент хлорофил. В резултат на фотосинтезата образуват скорбяла. Размножават се полово, безполово с помощта на спори и вегетативно - с парчета от талуса. Те презимуват в зиготен стадий (2n) на дъното на резервоари. Цикълът е доминиран от вегетативното хаплоидно поколение (n) Едноклетъчни: хламидомонада, хлорела– съставляват фитопланктона на водоемите, служещ за храна на водни ракообразни и риби. Многоклетъчен: улотрикс, спирогира, кладофора– обогатяват водата с кислород и образуват основната част от органичната материя на водоема. Отдел Кафяви водорасли, 1,5 хиляди видаПовечето са многоклетъчни обитатели на морското дъно (бентос) на дълбочина до 50 m, състоящи се от стъбло, листни части и ризоиди (достигащи десетки и стотици метри при някои видове). Хроматофорите съдържат хлорофил,кафяв пигмент - фукоксантини портокал - каротеноиди.Продуктите на фотосинтезата са захарни алкохоли - манитол и ламинарин. Цикълът на развитие е доминиран от поколението на спорите - спорофит (2n). Фукус, цистозера, саргасум, хорда.В промишлеността от водорасли се получават калиеви соли, йод и алгинова киселина водорасли(морско зеле). Отдел Червени водорасли или лилави водорасли, 4 хиляди видаНай-често многоклетъчните обитатели на морското дъно (бентос) до дълбочина до 100 m Клетъчните мембрани на някои видове могат да бъдат минерализирани с магнезиеви и калциеви соли. Хроматофорите във формата на звезда съдържат червен пигмент фикоеритрини синьо фикоциан. Продуктът на фотосинтезата е лилаво нишесте. Размножават се безполово и полово. В цикъла на развитие няма флагеларни етапи. Преобладава споровото поколение. Заедно с кораловите полипи те участват в образуването на океански острови анфелциеПолучава се агар-агар Има хранителни приложения лилаво