Diversitatea plantelor superioare: origine și ciclu de viață, diferențe față de plantele inferioare. Principalele caracteristici ale plantelor Absența țesutului muscular și nervos

În aparență, în structura și caracteristicile lor biologice, plantele superioare sunt foarte diverse. Acestea, pe lângă înflorire și gimnosperme, includ și ferigi, coada-calului, mușchi și mușchi. Principala diferență dintre gimnosperme și plantele cu spori superiori este reproducerea semințelor. Numărul speciilor ajunge la 300 de mii, iar, potrivit unor botanici, cel puțin 500 de mii.

caracteristici generale

Plantele superioare au dezvoltat multe adaptări și proprietăți diferite pentru a trăi într-o varietate de condiții de teren. Angiospermele au atins cea mai mare dezvoltare și adaptabilitate la un stil de viață terestru.

Caracteristici caracteristice plantelor superioare:

• Diferențierea în organe și țesuturi;
• sistem conducător format din xilem și floem;
• schimbarea corectă a generațiilor;
• organe de reproducere sexuală: anteridii și arhegonii;
• Corpul plantei este caracterizat de o structură frunză-tulpină.

Motive pentru împărțirea plantelor în superioare și inferioare

Toți reprezentanții lumii plantelor, în funcție de structura lor, sunt împărțiți în 2 grupuri - inferioare și superioare.

Principalul criteriu după care plantele sunt clasificate ca fiind superioare este prezența unei structuri tisulare complexe. Este reprezentat de țesuturi conductoare și mecanice. De asemenea, o caracteristică distinctivă este prezența traheei, traheidelor și a tuburilor sită, care furnizează rapid nutrienți de la rădăcină la frunze, inflorescențe și tulpini.

Cele inferioare, la rândul lor, au o structură primitivă, constând dintr-o celulă, există organisme multicelulare, al căror corp se numește talus; Sunt lipsiți de rădăcini, tulpini și frunze.

Lipsa de țesut muscular și nervos

Plantele superioare sunt un grup de organisme vii care ocupă un loc special în natură. Reprezentanții lumii vegetale sunt capabili de fotosinteză, transformă energia luminii solare în substanțe organice și oxigen. Ei își iau hrana din sol și din mediul lor, așa că nu au nevoie să se miște în căutarea hranei. Fertilizarea se realizează cu ajutorul rozătoarelor, insectelor și vântului, astfel încât țesutul muscular și nervos al acestora nu este dezvoltat. Spre deosebire de animalele care parcurg distanțe mari pentru a obține hrană și pentru a căuta locuri favorabile pentru reproducere și creșterea descendenților.

Înțelesul în natură și viața umană

1. Îmbogățirea aerului atmosferic cu oxigen.
2. O verigă integrală în lanțurile alimentare.
3. Folosit ca material de construcție, materie primă pentru fabricarea hârtiei, mobilier etc.
4. Aplicarea proprietăților benefice în medicină.
5. Producția de țesături naturale (in, bumbac).
6. Curăță aerul de poluanții de praf.

Ciclu de viață

Plantele superioare se caracterizează prin prezența unei alternanțe clar exprimate de două generații: sexuale (gametofit) și asexuate (sporofite). Sporofitul a luat treptat o poziție dominantă asupra gametofitului. Doar briofitele sunt o excepție, deoarece în ele gametofitul ajunge la o dezvoltare mai mare, iar sporofitul, dimpotrivă, este redus semnificativ.

În procesul de evoluție, procesul sexual a devenit mai complex, s-au dezvoltat organele de reproducere multicelulare, care protejează bine oul de uscare. Gametul feminin - oul - este imobil. Treptat, au apărut modificări semnificative în structura și fiziologia celulelor germinale masculine.

La tipurile mai avansate de plante superioare (angiosperme), spermatozoizii mobili cu flageli s-au transformat în spermatozoizi fără flageli, care și-au pierdut capacitatea de a se mișca independent. Și dacă la reprezentanții terestre mai vechi (mușchi, mușchi, coada-calului și ferigi) există încă o dependență a actului de fertilizare de mediul acvatic, atunci la tipurile mai organizate (majoritatea gimnospermelor și a tuturor angiospermelor) independența completă a reproducerii sexuale față de picătură. -se observa apa lichida.

Sporofitul este o generație asexuată diploidă pe care se formează organe de reproducere asexuată - sporangii. După diviziunea de reducere, în ei se formează spori haploizi. Din ele se dezvoltă un gametofit haploid.

Origine

În urmă cu aproximativ 400 de milioane de ani, au apărut primele forme de plante adaptate vieții pe uscat. Ieșirea din apă a dus la schimbări adaptative în structura anumitor specii, care aveau nevoie de noi elemente structurale pentru a supraviețui.

Așa că lumea plantelor a părăsit mediul acvatic și a început să populeze întinderile de pământ. Astfel de „cărtători” erau rinofiți care creșteau lângă țărmurile rezervoarelor.

Aceasta este o formă de tranziție de viață între plantele inferioare (alge) și cele superioare. Structura rinofitelor are multe asemănări cu algele: tulpinile, frunzele și sistemele de rădăcină adevărate nu erau vizibile. Au fost atașați de sol folosind rizoizi, prin care au primit substanțe nutritive și apă. Rinofiții aveau țesuturi tegumentare care îi protejează de uscare. S-au reprodus folosind spori.

Rinofitele s-au modificat ulterior și au dat naștere la dezvoltarea mușchilor, coadei-calului și ferigilor, care aveau deja tulpini, frunze și rădăcini. Aceștia au fost strămoșii plantelor moderne de spori.

De ce mușchii și plantele cu flori sunt clasificate ca spori mai mari?

Mușchii sunt plante superioare care au cea mai primitivă structură. Nu există sistem de rădăcină. Se deosebesc de alge prin prezența rizoizilor; organismul este diferențiat în organe și țesuturi. Mușchii, ca și plantele superioare, se reproduc prin spori.

Reprezentanții înfloriți au un corp împărțit în organe. Organele vegetative sunt rădăcini și lăstari care asigură creșterea și dezvoltarea. La fel și organele de reproducere - fructe, semințe, flori, care sunt responsabile de înmulțire.

Asemănări și diferențe cu algele

Diferențe:

1. Algele nu sunt diferențiate în organe și țesuturi, adesea corpul este reprezentat de o celulă sau de un grup al acestora. Plantele superioare sunt înzestrate cu țesuturi bine dezvoltate, au rădăcini, frunze și tulpini.
2. La alge predomină reproducerea asexuată, prin divizarea celulei mamă originară. De asemenea, se caracterizează prin diviziune vegetativă și sexuală. Plantele cu spori superiori se caracterizează printr-o alternanță strictă a generațiilor sexuale și asexuate.
3. Ce organele lipsesc în celulele superioare, dar sunt caracteristice speciilor inferioare? Aceștia sunt centrioli care sunt prezenți și la animale.

Asemănări:

1. Metoda de nutriție - ambele grupuri de plante sunt fotoautotrofe.
2. Structura celulară: prezența peretelui celular, clorofilei, nutrienți.
3. Ei nu se pot mișca activ două faze în ciclul lor de viață: gametofit și sporofit.

Lumea ființelor vii este alcătuită din plante, animale și microorganisme, între care există o unitate profundă, care se manifestă prin asemănarea structurii celulare, a compoziției chimice și a metabolismului. Iritabilitatea, creșterea, reproducerea și alte manifestări de bază ale activității vitale sunt caracteristice tuturor organismelor vii.

Cu toate acestea, potrivit unui anumit complex de semne plantele pot fi distinse cu ușurință de reprezentanții altor regate.

Majoritatea plantelor sunt verzi, dar uneori pot avea o culoare diferită.

Exemplul 1

De exemplu, există alge de culori roșii, maro și galbene. Culoarea plantelor este determinată de prezența în celulele lor a unor compuși speciali - coloranți, care se numesc pigmenți (din latinescul pigmentum - vopsea). Culoarea verde a plantelor este cauzată de un colorant special, cel mai comun - pigmentul clorofilă (din grecescul chloros „verde” și phyllon – „frunză”.

Clorofila este cea care asigură procesul de fotosinteză, în timpul căruia plantele captează lumina soarelui și le absorb energia. Astfel, plantele își realizează capacitatea unică: transformă energia solară în energia chimică a substanțelor organice pe care le creează.

Plantele furnizează direct sau indirect o sursă de energie pentru animale. Importanța fotosintezei pentru existența pe planeta noastră nu se limitează la formarea de substanțe organice din cele anorganice. În timpul procesului de fotosinteză, plantele nu numai că absorb dioxidul de carbon, dar eliberează și oxigen, pe care alte organisme îl respiră. Înainte de apariția organismelor fotosintetice, nu exista oxigen în atmosfera Pământului.

Plantele mențin nivelul de oxigen din atmosferă $(21\%)$ necesar pentru existența majorității organismelor și împiedică acumularea de dioxid de carbon în exces în aceasta. Un rol important al plantelor este și acela de a purifica aerul de poluarea cu substanțe nocive.

Toate plantele se caracterizează prin prezența membranelor celulare dense (pereți), care constau în principal din celuloză. Peretele celular este o structură supramembranoasă. Celuloza este un carbohidrat caracteristic plantelor. Oferă celulelor elasticitate și menține o formă constantă.

1. Celulele vegetale au vacuole mari umplute cu seva celulară.
2. Celulele vegetale nu au un centru celular (centrozom).
3. Sărurile minerale din citoplasmă pot fi găsite fie în stare dizolvată, fie sub formă de cristale.

Plantele au adesea structuri foarte complexe, totuși, unele dintre ele sunt organisme unicelulare (Chlamydomonas, Chlorella).

Celulele acestor organisme sunt destul de mari (până la câțiva centimetri) și au o vacuola centrală mare, care reglează turgența (presiunea osmotică în celulă, ceea ce duce la tensiune în membrana celulară).

Nutrientul de rezervă este de obicei boabe de amidon sau carbohidrați similari ca structură și proprietăți chimice (amidon violet - alge, inulină - topinambur). Celulele vegetale se pot uni în țesuturi, care, la rândul lor, sunt aproape complet absente de substanța intercelulară. Unele țesuturi, cum ar fi sclerenchimul și pluta, constau aproape în întregime din celule moarte.

Mai mult, spre deosebire de animale, plantele conțin diferite tipuri de celule baza xilemului este alcătuită din elemente de instalații sanitare și fibre de lemn.

Practic, plantele duc un stil de viață atașat. Ele se caracterizează doar prin tipuri speciale de mișcări: tropisme - mișcări de creștere și neplăcute - mișcări ca răspuns la un stimul.

4. Plantele nu au organe excretoare speciale.
5. Sunt capabili de o creștere nelimitată, care apare în anumite zone ale corpului formate din celule meristematice nediferențiate (cambium stem și conuri de creștere la vârful rădăcinilor și lăstarilor, meristem intercalar în nodurile cerealelor).
6. Majoritatea plantelor se caracterizează prin ramificare puternică a corpului, ceea ce îi mărește suprafața. Această caracteristică se datorează modului de viață al plantelor - absorbția componentelor gazoase (din atmosferă) și lichide (din sol). Datorită ramificării, se creează condiții mai favorabile pentru captarea luminii și absorbția substanțelor.
7. Toate procesele de viață ale plantelor sunt reglementate de substanțe speciale - fitohormoni.
8. Majoritatea plantelor se caracterizează prin sezonalitatea ofilării și căderii frunzelor odată cu apariția vremii reci, precum și creșterea activă a țesuturilor și formarea mugurilor în timpul încălzirii.
9. Plantele sunt prima verigă din toate lanțurile trofice, pentru că de ele depinde viața animalelor.

Nota 1

Sunt cunoscute aproximativ 350$ mii de specii de plante, printre care se numără organisme unicelulare, coloniale și multicelulare. Fără plante, existența marii majorități a altor organisme vii de pe planeta noastră ar fi imposibilă. Sunt plantele care mențin constanta compoziției gazoase a atmosferei, absorbind dioxidul de carbon din aceasta și eliberând oxigen. Ei acumulează materie organică pe Pământ (aproximativ 4,5 $ x 1011 miliarde $ pe an).

Comunitățile de plante (fitocenoze) formează diversitatea peisajului planetei noastre, precum și o varietate nelimitată de condiții de mediu pentru alte organisme. Aceste plante determină în primul rând caracterul unei anumite comunități.

Plantele sunt împărțite în inferioare (alge) și superioare. Fiecare grup, la rândul său, are și trăsăturile sale caracteristice.

Caracteristicile plantelor inferioare:

• Corpul este reprezentat de un argou unic sau multicelular sau thalom.
• Corpul este neramificat, sau ramificat dihotomic, dar nu este împărțit în organe vegetative.
• Corpului îi lipsește țesutul conductor special.

Trăsături caracteristice ale plantelor superioare:

• Există organe vegetative mai mult sau mai puțin bine dezvoltate.
• Au un sistem special de țesături conductoare și elemente mecanice.
• Alternarea ritmică corectă a generațiilor.
• Lipsa pigmenților suplimentari în celule.
• Organul reproducător feminin pluricelular (arhegonium) s-a dezvoltat

Partea 3. Regatul plantelor

Plante inferioare. Grupul de departamente Alge

Departamentul de alge verzi

Departament Alge roșii (alge violete)

Departamentul Alge brune

Plante superioare

Departamentul Briofite

Departamentul Licopode

Departamentul Coada-calului

Departamentul Angiosperme (plante cu flori).

În lumea modernă există peste 550 de mii de specii de plante. Ele reprezintă aproximativ 95% din biomasa planetele sunt masele tuturor organismelor vii care o locuiesc. Plantele sunt principalii producători (producători) de materie organică de pe Pământ.

Flora zilelor noastre este reprezentată de organisme vegetale cu structuri și caracteristici ecologice foarte diferite. Da, y plante inferioare– alge – corpul nu este împărțit în organe, dar plante superioare(aceștia includ mușchi, mușchi, coada-calului, ferigi, gimnosperme și angiosperme) au rădăcini (mușchii nu au rădăcini), tulpini și frunze. Din punct de vedere ecologic, plantele sunt împărțite în iubitoare de lumină și tolerante la umbră, care trăiesc în locuri umede (tropice, subtropicale) sau aride.

În diferite zone climatice, comunitățile diferitelor plante determină structura biomi– colecții de organisme vii (animale, plante, ciuperci și microorganisme) care locuiesc într-o anumită zonă: tundră, pădure de foioase, stepă, pădure tropicală, savana etc.

Cu toate acestea, în ciuda întregii lor diversități, organismele vegetale au trăsături comune, a căror totalitate le deosebește de reprezentanții altor regate ale naturii vii.

Principalele caracteristici ale plantelor

1. Aproape toate organismele vegetale - autotrofi si capabil de fotosinteză– formarea moleculelor organice din cele anorganice datorită energiei luminoase. Din acest motiv, la plante, reacțiile de sinteză biologică a moleculelor organice prevalează asupra proceselor de descompunere a substanțelor în procesele metabolice. Ca rezultat, plantele formează biomasa organică cu care se hrănesc animalele și alte organisme heterotrofe.

2. Plantele au special pigmenti, conținute în plastide - organele vegetale specifice, de exemplu clorofilă. Alți pigmenți – portocaliu-galben și roșu carotenoide- apar atunci când frunzele devin galbene și, de asemenea, conferă părților individuale ale plantelor (fructe, flori) o anumită culoare. Acești pigmenți joacă un rol foarte important în viața plantelor, participând la fotosinteză.

3. Procesele vitale ale unui organism vegetal sunt reglate de hormoni vegetali speciali - fitohormoni. Interacțiunea lor asigură creșterea, dezvoltarea și alte procese fiziologice care au loc în plante. Un exemplu este etilena, care apare în țesuturile plantelor îmbătrânite, sau auxinele, substanțe care accelerează creșterea plantelor. Fitohormonii sunt sintetizați în cantități mici și transportați prin sistemul de conducere al organismului.

4. Celulele vegetale sunt înconjurate de un gros perete, situată în exterior de membrana citoplasmatică. Se compune în principal din celuloză. Acest perete celular este o caracteristică specifică plantelor: animalele nu îl au. Prezența unei învelișuri dure în fiecare celulă vegetală a determinat mobilitatea scăzută a plantelor. Ca urmare, nutriția și respirația organismului vegetal au început să depindă de suprafața corpului său în contact cu mediul. În procesul de evoluție, acest lucru a dus la o dezmembrare puternică, mult mai pronunțată decât la animale, a corpului - ramificarea sistemului radicular și lăstarii.

5. Un produs obligatoriu al metabolismului plantelor este seva celulară. Aceasta este o soluție de diferite substanțe organice (aminoacizi, proteine, carbohidrați, acizi organici, taninuri) și anorganice (nitrați, fosfați, cloruri). Acumulând în citoplasmă, seva celulară crește presiunea intracelulară, provocând tensiune în peretele celular - turgență Ca rezultat, țesuturile plantelor capătă o rezistență ridicată.

6. Plantele au creștere nelimitată: cresc în dimensiune pe tot parcursul vieții.

Regnul vegetal include două grupuri mari de organisme - InferiorȘi plante superioare, diferă în trăsături fundamentale ale structurii și activității vieții.

Plante Inferioare

Plantele inferioare includ reprezentanții cei mai simpli organizați ai lumii plantelor. Corpul vegetativ al plantelor inferioare nu este împărțit în organe (tulpină, frunză) și este reprezentat de un talus - numit talus Plantele inferioare se caracterizează prin absența unei diferențieri interne complexe, nu au un sistem anatomic și fiziologic de țesuturi. ca și plantele superioare, organele sexuale de reproducere ale plantelor inferioare sunt unicelulare (cu excepția Characeae și a unor alge brune. Plantele inferioare includ bacterii, alge, mucegaiuri (mixomicete), ciuperci, licheni. Algele aparțin grupului de organisme autotrofe. Bacteriile (cu rare excepții), mixomicetele și ciupercile sunt organisme heterotrofe care necesită materie organică gata preparată. Ambele par să se completeze reciproc. Algele sunt principalii producători de materie organică în corpurile de apă. Descompunerea substanțelor organice și mineralizarea acestora se realizează ca urmare a activității organismelor heterotrofe: bacterii și ciuperci. Datorită proceselor de descompunere a materiei organice, atmosfera este completată cu dioxid de carbon. Unele bacterii din sol și alge albastre-verzi sunt capabile să fixeze azotul liber atmosferic. Astfel, ciclul biologic al substanțelor realizat de organismele autotrofe și heterotrofe este de neconceput fără activitatea plantelor inferioare. În ceea ce privește răspândirea lor largă în natură și în număr, plantele inferioare sunt superioare celor superioare.

32.Algele. Clasificare, caracteristici structurale și reproducere

Algele sunt un grup mare și divers de plante cu talus inferior al căror habitat principal este apa. Algele reprezintă cel puțin jumătate din producția totală de oxigen a biosferei. Pot fi unicelulare sau multicelulare. Caracteristica lor principală este absența diviziunii corpului în organe și țesuturi adevărate. Un astfel de corp se numește talus. Algele sunt comune în corpurile de apă dulce și sărată și sunt mult mai puțin frecvente pe uscat (trunchiuri de copaci). Algele se reproduc sexual și asexuat. Respirația are loc pe întreaga suprafață a corpului. Nutriție autotrofă (la lumină) - fotosinteză în întuneric, multe alge trec la un mod de nutriție heterotrof, absorbind substanțele organice dizolvate pe întreaga suprafață a corpului. Divizarea algelor verzi include organisme unicelulare, coloniale și multicelulare care conțin clorofilă. Spre deosebire de plantele superioare, clorofila este conținută în cromatofor ( plastide de alge). Cromatoforele din celulele diferitelor alge au forme diferite: panglici, spirale, cupe. Mulți reprezentanți unicelulari au organele de mișcare - flageli. Algele sunt: ​​albastru-verde, pirofite, aurii, diatomee, galben-verzui, maro, roșii, euglenice, verzi și carofite. Departamentul de alge verzi, 20 de mii de specii Plante talus coloniale unicelulare și multicelulare. Ei trăiesc în corpuri de apă dulce și sărată, pe sol umed și scoarța copacilor în simbioză cu ciupercile (lichenii). Cromatoforele conțin pigment verde clorofilă. Ca urmare a fotosintezei, formează amidon Se reproduc sexual, asexuat cu ajutorul sporilor și vegetativ - cu bucăți de talus. Ei iernează în stadiul zigot (2n) în fundul rezervoarelor. Ciclul este dominat de generația haploidă vegetativă (n) Unicelular: chlamydomonas, chlorella– constituie fitoplanctonul corpurilor de apă, servind drept hrană pentru crustacee și pești acvatici. Multicelular: ulotrix, spirogyra, cladophora– îmbogățește apa cu oxigen și formează cea mai mare parte a materiei organice a rezervorului. Departamentul Alge brune, 1,5 mii de specii Majoritatea sunt locuitori multicelulari ai fundului mării (bentos) la o adâncime de 50 m. Talul este format din tulpină, părți de frunze și rizoizi (atinge zeci și sute de metri la unele specii). Cromatoforele conțin clorofilă, pigment maro - fucoxantinași portocaliu - carotenoide. Produșii fotosintezei sunt alcoolii de zahăr - manitol și laminarina. Ciclul de dezvoltare este dominat de generarea sporilor - sporofit (2n). Fucus, cystoseira, sargassum, acord.În industrie, sărurile de potasiu, iodul și acidul alginic sunt obținute din alge varec(varza de mare). Departamentul Alge roșii sau alge violete, 4 mii de specii Cel mai adesea, locuitorii multicelulari ai fundului mării (bentos) la o adâncime de 100 m. Membranele celulare ale unor specii pot fi mineralizate cu săruri de magneziu și calciu. Cromatoforele în formă de stea conțin pigment roșu ficoeritrinași albastru ficocian. Produsul fotosintezei este amidonul violet. Se reproduc asexuat și sexual. Nu există etape flagelare în ciclul de dezvoltare. Predomină generația de spori. Împreună cu polipii de corali, ei participă la formarea insulelor oceanice ahnfeltsie se obţine agar-agar. Are aplicaţii alimentare Violet