Подтема 4: Высшие растения

Высшие растения – подцарство, объединяющее не менее 300 тыс. видов растений – от мхов до покрытосеменных. Их происхождение связано с выходом на сушу морских многоклеточных водорослей.

В воде все тело растения находится в одинаковых условиях освещения и увлажнения; на суше элементы водно-минерального питания содержатся в почве, и для их поглощения формируются вначале ризоиды, а затем корни; фотосинтез обеспечивают листья, приподнятые над землей стеблями.

На смену таллому формируется тело, расчлененное на органы: корень и побег (листья и стебель).

Усложняется и внутреннее строение, появляются специализированные ткани: покровные (защищающие растение от чрезмерной потери воды, колебаний температуры, повреждений), проводящие (для быстрого передвижения растворов минеральных и органических веществ между разделенными в пространстве органами – корнями и листьями), механические (обеспечивающие поддержание тела растения в неплотной воздушной среде).

Идет эволюция органов размножения, их приспособление к наземной среде. Формируются многоклеточные органы размножения вместо одноклеточных, характерных для водорослей (Рис. 11). Многоклеточные стенки надежнее защищают гаметы (в архегониях и антеридиях) или споры (в спорангиях).

Р ис. 64. Органы полового размножения высших споровых растений (онтогенез):

А – антеридий; Б– архегоний: 1– ножка; 2 – многоклеточная однослойная стенка; 3 – спермагенная ткань; 4 – брюшко; 5– шейка; 6– канальцевые клетки (сверху – шейковые, снизу – брюшная); 7–яйцеклетка

Зигота развивается в типичный многоклеточный зародыш. Задержка зиготы внутри архегония – еще одно приспособление к выживанию в условиях суши. Зародыш (спорофит) на ранних критических стадиях развивается под защитой женского гаметофита.

У более примитивных высших растений (мхов, плаунов, хвощей и папоротников) половой процесс неразрывно связан с водой – без нее невозможно активное передвижение сперматозоидов. У семенных – наиболее высокоорганизованных растений – приспособление к наземному образу жизни выразилось в полной независимости полового размножения от капельно-жидкой воды.

Для всех высших растений характерны чередование в жизненном цикле полового и бесполого способов размножения и связанное с этим чередование поколений: бесполого (диплоидного спорофита) и полового (гаплоидного гаметофита).

Соотношение поколений может быть различным: с преобладанием гаметофита (у моховидных) или спорофита (у остальных высших растений). В целом для эволюции высших растений характерна тенденция к усложнению и совершенствованию спорофита при одновременной редукции гаметофита.

В условиях суши диплоидный спорофит с более богатой генетической основой, обеспечивающей изменчивость, обладая сложным внутренним и внешним строением, оказался более жизнеспособным, чем гаметофит.

К высшим относят растения, имеющие органы, ткани, многоклеточные органы размножения и зародыш. Одинаковые органы полового размножения, сходство морфологии, проводящей системы и покровов позволяют считать высшие растения единой по своему происхождению группой.

Одни высшие растения (мхи, плауны, хвощи, папоротники) распространяются (расселяются) при помощи спор – их называют споровыми, другие (голосеменные и цветковые) – при помощи семян – их называют семенными.

К высшим споровым растениям относят шесть отделов: Риниофиты, Зостерофиллофиты, Моховидные, Псилотовидные, Плауновидные, Хвощевидные и Папоротниковидные.