Учебно-методический комплекс дисциплины «ботаника» для специальности 5В080300 «Охотоведение и звероводство» Семей 2013

Тема 9 Высшие растения.

В отличие от низших растений высшие растения имеют ряд отличительных признаков, связанные с выходом на сушу. Высшие растения имеют сложные расчленения тела на органы: стебель, листья и корень. Половые органы архегонии и антеридии многоклеточные. Все высшие растения можно разделить на две группы: архегониальные и пестичные. К первым относятся мохообразные, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные их около 50 тысяч видов. К пестичным относится только один отдел пестичные – 250 тысяч видов.

Характерной чертой высших растений является наличие правильной смены поколений в цикле их развития. Т.е. растения представлены двумя фазами: гаметофитной и спорофитной. Гаметофит – половое поколение, образующее архегонии и антеридии. Спорофит – бесполое поколение, на котором образуются спорангии.

Высшие растения – молодая группа, произошедшая от бурых водорослей. Первые растения вышедшие на сушу обладали одинаковым развитием спорофита и гаметофита. С момента выхода растений на сушу, они развивались в двух направлениях: 1) гаплоидном и 2) диплоидном. 1-е направление представлено мхами, они характеризуются прогрессивным развитием гаметофита. Спорофит у них претерпевает редукцию. 2-я группа представлена остальными растениями, характеризующиеся прогрессивным развитием спорофита. Спорофит в наземных условиях оказался более жизнеспособным и поэтому именно эта группа достигла больших успехов в завоевании суши. Гаметофит у них претерпевает редукцию – упрощение. У простых форм он еще имеет самостоятельное существование в виде заростка. У более высокоорганизованных семенных растений гаметофит потерял способность к самостоятельной жизни и развивается в тканях спорофита. У цветковых гаметофит сведен на нет. Высшие растения подразделяются на отделы: 1) мхи, 2) хвощевидные, 3) плауновидные, 4) папоротникообразные 5) голосеменные и 6) покрытосеменные.

К мхам относятся наиболее просто устроенные высшие растения, связанные в своей жизни избыточным увлажнением. Все мхи травянистые растения. У низших форм тело имеет дорсо-вентральное уплощенное слоевище. У высших 2 вегетативных органа: стебель и лист. Корня у них нет. Сосудисто-волокнистые пучки отсутствуют, у некоторых наблюдается образование проводящих структур в виде трахеид и ситовидных трубок. Характерный признак преобладание гаметофита в чередовании поколении и слабое развитие спорофита. По существу спорофит состоит из коробочки со спорами и ножки, нижняя часть которой переходит в гаусторию, с помощью нее он внедряется в тело гаметофита и питается за счет готовых органических веществ. Из споры образуется протонема – нитчатое образование, похожее на водоросли. Из протонемы развивается непосредственно новое растение. У мхов встречается много черт близких к водорослям. У тех и других нет одревесневающих форм, таллом некоторых мхов похож на слоевище водорослей. Всего насчитывается 23 тысяч видов мхов. Они обитают преимущественно в лиственных и хвойных лесах, болотах, горах.

Хвощи – представлены только одним родом хвощевых, который входит в одноименный порядок и класс. В настоящее время насчитывается 32 вида хвощей. В природе хвощи встречаются в виде клонов (группы растений возникших путем вегетативного размножения от одного экземпляра), которые нередко занимают площади по нескольку сот кв. м. Встречаются хвощи от 15 – 20 см длиной(хвощ камышковый) до 9-ти метров (хвощ многощетинковый). В состав оболочки клеток эпидермы у хвощей наряду с целлюлозой входит также кремнезем. Он выполняет защитную функцию и поэтому их не едят моллюски и насекомые. Побеги хвощей состоят из четко выраженных члеников междоузлий и узлов с мутовчато расположенными листьями. Гаметофит у хвощей представлен маленьким 3-5 мм. растением. Оплодотворение осуществляется в присутствии воды, из зиготы без периода покоя вырастает новое поколение – спорофит. Самый распространенный вид – хвощ полевой – многолетнее травянистое растение с мощными подземными корневищами, которые имеют клубеньки с запасом питательных веществ. Хвощ полевой – единственный неядовитый вид, применяется в медицине при почечных заболеваниях.

Отдел плауновые. Представлены двумя классами. Они возникли в середине девона, тогда их размеры доходили до 30 метров в высоту и одного метра в диаметре. В настоящее время существует около тысячи видов. Современные плауны – многолетние вечнозеленые растения с простыми листьями и дихотомическим ветвлением. Стебель хорошо развит и имеет очередное, супротивное и мутовчатое листорасположение. Подземные органы корневища на которых образуются придаточные корни. Стебель имеет верхушечную меристему, которая со временем отмирает. Среди них есть равно- и разноспоровые растения. Гаметофит у одних обоеполый у других раздельнополый. У равноспоровых гаметофит развивается в течение 1-15 лет. Гаметофит разноспоровых раздельнополый, развивается быстро за 1-3 недели. Характерным представителем является плаун булавовидный. Это растение с ползучим стеблем достигающим до 6-ти метров в длину. К почве прикрепляется с помощью тонких придаточных корней. У плаунов ярко выраженная смена поколения. Спорофит сменяется гаметофитом при этом они существуют раздельно.

Споры плаунов используются в медицине для приготовления присыпки. Также их используют при литье металлических изделий, потому что содержат невысыхающие масла.

Папоротники. Одна из древнейших групп растений. В карбоне древовидные папоротники образовывали влажные тропические леса, остатки которых участвовали в образовании залежей каменного угля. Современные папоротники довольно широко распространены и характерны для самых различных мест обитания. Но больше всего их в тропиках, где они обитают даже в качестве эпифитов, на стволах и ветвях деревьев. По своим размерам папоротники варьируют от тропических древовидных форм до 25 метров в высоту с диаметром ствола 0,5 м и крошечных растений в несколько мм. В странах умеренного климата это травянистые растения, в тропиках разнообразные жизненные формы: древовидные, лиановидные, эпифиты, плавающие. Листья папоротников длительное время сохраняют верхушечный рост. Фотосинтезирующие листья разделены на черешок и листовую пластинку. У большинства папоротников листья перисто-рассеченные. Пластинка перистого листа имеет стержень или рахис, являющийся продолжением черешка. Размеры листьев от нескольких мм до 3-х метров. Половой процесс у папоротников также связан с водной средой. Приспособление к сухопутным условиям шла по линии спорофита.

Значение папоротников в природе велико. Они нередко выступают в роли важнейшего компонента многих растительных ассоциаций, особенно тропических лесов и северных, преимущественно широколиственных. Также папоротники являются важным объектом декоративного цветоводства.