Многообразие растений. Основные отделы растений. Классы покрытосеменных, роль растений в природе и жизни человека
Растения появились на планете около 3 млрд лет назад, когда произошло разделение живого мира на царства. В настоящее время растений насчитывается свыше 350 тыс видов. Они присутствуют в большинстве биоценозов планеты и являются основными продуцентами биомассы.
В процессе эволюционного развития происходило усложнение растений. На данный момент насчитывается несколько их таксономических Отделов, очень сильно отличающихся друг от друга.
Он относится к подцарству Низших растений. Отличительными особенностями его представителей являются:
1) отсутствие разделения тела на ткани и органы – оно называется слоевищем или талломом;
2) гаметы могут быть одинакового размера и обе подвижными;
3) растение полностью зависит от наличия воды.
Еще одно существенное отличие от других растений – известно множество видов одноклеточных водорослей и колониальных форм. Абсолютное большинство водорослей являются эукариотами, однако к ним часто относят и синезеленые водоросли (цианобактерии), не имеющие ядра. Питаются, всасывая вещества всей поверхностью слоевища, одноклеточные – могут питаться фагоцитозом.
В биоценозах – являются производителями биомассы, продуцентами. Около 80% органики в морской среде производится водорослями.
Для человека имеют довольно важное значение – некоторые, как ламинария и хлорелла употребляются в пищу, из других получают необходимые вещества в химической промышленности – йод, органические кислоты, уксус. Используются в сельском хозяйстве как корм для животных. В фармакологии – как поставщики слизеобразных и желирующих веществ. Высокая скорость размножения и роста делает их важным биологическим ресурсом. Кроме водорослей, все остальные растения относятся к подцарству Высших растений.
На Земле известно около 20 тысяч видов мохообразных. Это в большинстве своем сухопутные многолетние растения, довольно примитивного строения:
1) не имеют органов и тканей. К земле крепятся с помощью ризоидов;
2) в жизненном цикле половое поколение доминирующее, бесполое представлено спорофитом – коробочкой на ножке, вырастающей из основного тела мха. В этой коробочке и развиваются споры;
3) для полового размножения необходимо наличие воды, так как мужская гамета снабжена жгутиком и подвижна, до яйцеклетки расположенной в архегонии она может добраться только в воде.
Распространены везде, где есть пресная вода. Являются продуцентами биомассы. Удерживая влагу в почве, способствуют заболачиванию, также концентрируют в себе тяжелые металлы и радионуклиды. Выделяют консервирующие и антисептические (сфагнум) вещества, из-за чего в глубоких болотах часто находят хорошо сохранившиеся тела погибших людей и животных, предметы быта прошлых веков.
Насчитывается около 10 тыс видов. Отличительными особенностями являются:
1) наличие уже заметных органов и тканей – вайи (примитивный листовой аппарат), видоизмененного побега (корневища), корней, а также проводящей ткани;
2) преобладает бесполое поколение спорофит;
3) для оплодотворения нужна вода.
Половое размножение папоротников происходит со сменой поколений – споры, которые можно увидеть, если взглянуть на нижнюю сторону вайи – неоплодотворены. Они высыпаются на землю, в благоприятных условиях из такой споры появляется следующее, половое поколение, гаметофит, представляющий собой небольшую плоскую пластинку. Иначе его называют заростком. На заростке развиваются мужские и женские гаметы. Созревшие гаметы во влажной среде сливаются, давая начало следующему бесполому поколению. После укоренения этого зародыша заросток отмирает.
Несколько видов папоротников употребляются в пищу. Также, вайи папоротника представляют интерес для флористов. Стоит помнить о существовании ядовитых папоротников, в том числе, произрастающих на территории России.
В настоящее время папоротники не имеют большого влияния на экосистемы, в прошлом – они были одним из доминирующих видов. Предполагается, что именно древние древовидные папоротники превратились со временем в пласты каменного угля.
Это небольшой численно таксон, в котором насчитывается около 700 видов. Голосеменные, предположительно, произошли от древних папоротников. Известны с каменноугольного периода.
Отличительными их чертами являются:
1) наличие настоящих семян, но не имеющих околоплодника. Семена защищены чешуями шишек (научное название – стробилы);
2) развиты сосудистые, механические, основные ткани;
3) листья игольчатой формы, покрыты толстой кутикулой, у большинства не опадают, постепенно старые заменяются новыми.
Голосеменные принадлежат к обоеполым, ветроопыляемым растениям. На растении образуются мужские и женские шишки. Гаметофиты представлены пыльцевым зерном и яйцеклеткой, основной формой жизни является спорофит – собственно, кустарник или дерево. Голосеменные играют важную роль в биоценозах и хозяйственной деятельности человека.
Эволюционно наиболее молодые растения. Главные их особенности – наличие цветков и завязи, а также двойное оплодотворение. Название получили в связи с тем, что семяпочка расположена внутри завязи, защищена от негативного влияния внешней среды.
Цветковые в настоящее время – самый многочисленный таксон. Известно более 250 тыс. видов. Покрытосеменные отличаются крайним разнообразием форм, среди них известны деревья, кустарники, стелющиеся, полукустарники, травы.
Существует 2 таксономических класса покрытосеменных:
1. Однодольные – к ним принадлежат семейства Лилейные, Орхидные, Злаки и многие другие. Характеризуются:
- наличием мочковатой корневой системы;
- редким ветвлением стеблей;
- параллельным жилкованием листовых пластинок;
- отсутствием прилистников;
- отсутствием камбия;
- наличием одной семядоли.
Для точного установления принадлежности конкретного растения к данному классу требуется сочетание нескольких признаков.
2. Двудольные. Этот класс характеризуется следующими отличиями:
- наличием двухсемядольного зародыша;
- наличие образовательной ткани – камбия, располагающейся между древесиной и лубом, что обеспечивает возможность утолщения стебля в процессе роста;
- сетчатым жилкованием;
- наличием листьев сложной формы;
- стержневой корневой системой.
Играют очень важную роль в хозяйственной деятельности людей – к двудольным относятся многие сельскохозяйственные растения и практически все древесные формы покрытосеменных.