| EvGaDeAd | Дата: Четверг, 2011-06-09, 6:27 PM | Сообщение # 1 |
|
СОЗДАЁТ ГРУППУ
Группа: КРУТЫЕ АДМИНЫ
Сообщений: 407
Статус: Offline
| Высшие растения отличаются от низших по многим признакам, однако главное их отличие в том, что они по преимуществу - обитатели суши, устроены несравненно более сложно и более разнообразны, чем низшие растения. Соотношение количества видов наземных и водных организмов (с учетом всего биологического разнообразия, включая животных, грибы, прокариоты) составляет 5:1. У растений оно еще более показательно 10:1 (300 тысяч высших и 30 тысяч низших).
Еще более показательны различия вклада высших и низших растений в продуктивность и биомассу биосферы. Низшие растения производят примерно 1/3 первичной биологической продукции, но ввиду того, что длительность жизни большинства из них невелика, биомасса низших растений составляет доли процента от общей массы продуцентов биосферы.
Впрочем, разделение на высшие и низшие только по среде обитания будет не совсем верным. Часть высших растений ведет водный образ жизни, они называются гидрофитами. Среди гидрофитов много обитателей пресноводных водоемов (Nymphaeaceae, Lemnaceae, Potamogetonaceae и др.). В то же время, многие водоросли ведут наземный образ жизни и заселяют поверхность почвы и даже скальных пород. Однако в обоих случаях водная и наземная среда вторичны, то есть гигрофиты - это высшие растения, которые перешли от сухопутного к водному образу жизни, а наземные водоросли - водные растения, которые поселились на суше Все водоросли могут нормально функционировать только в периоды, когда субстрат их обитания обильно увлажнен. В другое время они находятся в диапаузе.
Приспособления к наземному образу жизни
Наземная среда несравненно более разнообразна, чем водная (вода в любом случае "мокрая", хотя может различаться по насыщенности солями, в том числе 'элементами питания, температуре, освещенности, скорости перемещения). В условиях суши в очень широких пределах изменяются все экологические факторы, главным из которых для растений является обеспеченность водой.
Для обеспечения водой у высших растений выработалось множество приспособлений. Главные из них - проводящие и покровные ткани. Проводящие ткани совершенствовались в процессе эволюции - от трахеид к сосудам и от ситовидных клеток к ситовидным трубкам с клетками-спутницами.
Покровные ткани растений тем совершеннее, чем засушливее условия. У растений сухих местообитаний (ксерофитов) формируется не только толстая кутикула, но и восковой налет, опушение. Они выделяют в атмосферу ароматические вещества, которые окутывают растения, и транспирация уменьшается. У ксерофитов совершенствуется устьичный аппарат.
Решив задачу "не засохнуть", растение на суше должно еще и не упасть под влиянием силы тяжести и ветра. В водной среде такой проблемы не возникает, и прикрепленные к морскому дну гигантские ламинарии поддерживаются плотной водной средой. У высших растений сформировались механические ткани (склеренхимные волокна), которые объединены вместе с проводящими тканями в систему сосудисто-волокнистых пучков -стелу.
Разные представители высших растений обладают стелами разных типов, причем при повышении уровня развития возрастает площадь соприкосновения проводящих элементов с прочими тканями. Так из простой протостелы в ходе эволюции сформировались сифоностела деревьев, эустела травянистых двудольных и атактостела однодольных растений.
У высших растений тело дифференцировано на органы и имеет огромную поверхность - фотосинтезирующую поверхность листьев, которые располагаются в несколько слоев-этажей (до пяти), и поверхность корней с корневыми волосками, поглощающих воду с элементами почвенного питания.
Большую роль в жизни высших растений играют мутуалистнческис взаимоотношения с грибами и бактериями. Микориза имеется у большинства видов растений во всех отделах. У некоторых видов, кроме того, сложились аналогичные взаимополезные взаимоотношения с азотфиксирующими бактериями, которые позволяют повысить снабжение растений азотом.
Наконец, атмосфера как среда жизни стала причиной формирования многоклеточных органов спороношения - спорангиев и полового размножения - гамегангиев (антерндиев и архегониев).
Жизненный цикл
Воздушно-почвенная среда обитания привела к формированию у всех высших растений единой схемы жизненного цикла (цикла воспроизведения). Напомним, что у водорослей существуют самые разные варианты жизненных циклов: гаплонтный, при этом диплоидна только зигота, первое деление которой - мейоз, и вся жизнь проходит в гаплоидной фазе (хламидомонада, спирогира, улотрикс); диплонтный - гаплоидны только гаметы, и вся жизнь проходит в диплоидной фазе (фукус); изоморфный диплогаплонтный - все особи внешне одинаковы, но одни из них диплоидны и образуют споры, другие гаплоидны и образуют гаметы (ульва, диктиота).
У всех высших растений один и тот же гетероморфный (гаметофит и спорофит внешне различаются) диплогаплонтный (с чередованием гаплоидного и диплоидного поколения) жизненный цикл (рис. 1). Причем, у всех высших растений, кроме мохообразных, преобладает спорофит и редуцирован (тем больше, чем выше уровень организации) гаметофит.
У споровых растений (папоротники, хвощи, плауны) гаметофит - автономный организм, а у семенных - он развивается ("паразитирует") на спорофите, что позволяет наилучшим образом обеспечить вероятность оплодотворения и развития зародыша дочернего спорофита. Семи является высшим достижением приспособления высших растений к сухопутному образу жизни.
Только у мохообразных преобладающим поколением является гаметофит, а спорофит уменьшен в размерах и подменен гаметофиту, "паразитируя" примерно также, как гаметофит на спорофите у семенных растений.. Основные отделы
В составе высших растений выделяется несколько отделов, которые объединены в три группы: бессосудистых споровых — отдел моховидные (Bryophyta), сосудистых споровых - плауновидные (Lycopodiophyta), хвощевидные (Equisetophyta) и папоротниковидные (Polypodiophyta), семенных - голосеменные (Pinophyta) и покрытосеменные (Magnoliophyta).
Кроме того, к высшим растениям относится вымерший отдел проптеридофитов и небольшой своеобразный отдел псилотовидные (Psilotophyta). Эти два отдела в пособии не рассматриваются.
На рисунке 1 показана геологическая история современных отделов высших растений. Из рисунка очевидно, что пять первых отделов полнились в разное время одного геологического периода -«золотого века» высших растений - девона. Однако, если до наших дней мхи дошли примерно в том же составе, что и были в палеозое, то роль хвощей, плаунов и папоротников уменьшилась: исчезли (или почти исчезли, папоротники) древовидные формы.
Роль голосеменных растений сохранилась, но изменился их состав (произошли изменения на уровне порядков). Цветковые появились сравнительно недавно (в мелу) и быстро заняли господствующее положение в биосфере.
|
| |
|
|
