Высшие растения – все, кроме водорослей.
Отличительный признак высших растений:
• имеют ткани и органы
Высшие условно делятся на споровые и семенные:
- споровые растения – размножаются спорами;
- семенные растения – размножаются семенами (но споры тоже участвуют в размножении).
Понятия «гаметофит» и «спорофит»
Гаметофит – половая стадия развития, на нем развиваются половые органы – архегонии и антеридии, в которых митозом образуются гаметы.
Спорофит – бесполая стадия развития, на нем развиваются органы бесполого размножения – спорангии, в которых мейозом образуются споры.
Споровые растения (мхи, папоротники, хвощи, плауны)
Споровые делятся на 4 отдела:
1. МОХОВИДНЫЕ (сфагнум)
• считаются первыми растениями суши (у них впервые появляются стебель и листья);
• корней нет (вместо них ризоиды);
• ткани плохо развиты (поэтому все мхи низкорослые);
• мох сфагнум используется в медицине, еще из него образуются залежи торфа.
Из споры развивается маленькая зелёная нить – предросток (протонема), который является молодым гаметофитом. Гаметофит доминирует над спорофитом: это значит, что в жизненном цикле по времени и по биомассе преобладает стадия гаметофита, а спорофит («коробочка на ножке»), несущий спорангии, очень маленький и появляется только для спорообразования (у всех остальных растений спорофит преобладает и доминирует над гаметофитом!).
2. ХВОЩЕВИДНЫЕ (хвощ полевой)
• есть корневище (с придаточными корнями)
• листья редуцированы до чешуек
• мутовчатое листорасположение
• членистый стебель
• спороносный колосок (стробила со спорангиями) сидит на верхушке побега
• есть весенний и летний побег: весенний не содержит хлорофилл, НЕ фотосинтезируют и нужен только для спороообразования; летний фотосинтезирует
• накапливают в стебле кремний (Si)
• индикаторы кислотности почв (хорошо растут на кислой почве)
3. ПЛАУНОВИДНЫЕ (плаун булавовидный)
• побеги стелющиеся
• дихотомическое ветвление побега
• есть корневище (с придаточными корнями)
• листочки мелкие, простые
• спороносный колосок (стробила со спорангиями) сидит на верхушке побега
4. ПАПОРОТНИКОВИДНЫЕ (щитовник, орляк)
• есть корневище (с придаточными корнями)
• листья (вайи) сложные, сильно расчленённые
• спорангии развиваются на нижней стороне листьев
• ископаемые древовидные плауны, хвощи и папоротники сформировали залежи каменного угля
Жизненный цикл хвощей, плаунов и папоротников схож и соответствует схеме:
1. в 2n спорангиях мейозом образуются споры (1n),
2. из 1n споры вырастает 1n гаметофит (у мхов – «протонема», у остальных – «заросток»)
3. в архегониях митозом образуются 1n яйцеклетки, в антеридиях – 1n сперматозоиды
4. при участии воды происходит оплодотворение (слияние гамет), образуется 2n зигота
5. 2n зигота вырастает в новое взрослое растение – 2n спорофит
6. на спорофите развиваются спороносные органы, содержащие спорангии
Семенные растения (голосеменные, покрытосеменные)
Отличия семенных от споровых:
1) оплодотворение не зависит от воды, потому что происходит в специальных защищённых структурах – семязачатках (семязачатки голосеменных находятся в шишках, а покрытосеменных – в завязях цветка);
2) формируется семя – более продвинутый орган размножения. Семя развивается из семязачатка после оплодотворения и содержит зародыш.
Плюсы семени:
+ защита от потери воды (толстая оболочка);
+ большой запас питательных веществ (эндосперм);
+ больше способов распространения семян (не только ветер).
3) стадия гаметофита сильно редуцирована:
♂ мужской гаметофит представлен пыльцевым зерном, формирующимся из микроспоры в микроспорангиях. Состоит из вегетативной и генеративной клеток. Генеративная превращается в спермий и оплодотворяет яйцеклетку, вегетативная выполняет вспомогательные функции;
♀ женский гаметофит представлен первичным эндоспермом (у голосеменных) или зародышевым мешком (у покрытосеменных), формирующимся из мегаспоры в мегаспорангиях.
Семенные растения делятся на 2 отдела:
1. ГОЛОСЕМЕННЫЕ
• семена развиваются внутри шишек (если быть точнее: в мужских шишках развивается пыльца, которая переносится на женские шишки, где происходит оплодотворение);
• при этом семена ничем не покрыты (лежат «голо» на чешуйках);
• женский гаметофит – многоклеточный первичный эндосперм, содержит яйцеклетку;
• эндосперм семени гаплоидный (1n);
• проводящие ткани развиты хуже, чем у покрытосеменных (ксилема представлена трахеидами);
• жизненные формы – в основном деревья (кустарников мало, трав нет).
Примеры: ель, сосна, лиственница, секвойя, гинкго, можжевельник.
2. ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ (ЦВЕТКОВЫЕ)
• появляется цветок;
• семена покрыты околоплодником – формируется плод;
• эндосперм семени триплоидный (3n) из-за двойного оплодотворения;
• женский гаметофит – восьмиядерный зародышевый мешок, состоящий из 7-8 клеток: 1 яйцеклетка, 1 центральная диплоидная клетка, 3 антиподы и 2 синергиды;
• мужской гаметофит – пыльцевое зерно из вегетативной и генеративной клеток; первая прорастает в пыльцевую трубку, вторая – превращается в спермии, которые по пыльцевой трубке попадают в зародышевый мешок;
• лучше всех развиты проводящие ткани (ксилема представлена сосудами).
Подробнее о жизненных циклах растений в статье Жизненные циклы растений >>
СЛИЗИСТЫЙ СЛОЙ на листьях водных растений
Важно помнить, что СЛИЗЬ увеличивает ПЛАВУЧЕСТЬ, предохраняет лист от высыхания на солнце и при резком сильном ветре. Без слоя слизи листья во влажной среде стали бы легкой добычей для БАКТЕРИЙ гниения и плесневых ГРИБОВ.