7.1 Общая характеристика подцарства

Высшие растения (Telomophyta), так же как и низшие, составляют подцарство растительного мира. Их возникновение связано с выходом растений на сушу. В процессе приспособления к наземным условиям существования у высших растений сформировались вегетативные органы – корень, стебель и лист – как результат разделения функций между различными участками тела. Для высших растений характерны также анатомическая дифференциация и наличие тканей, выполняющих различные функции. Органы полового и бесполого (спорагнии) размножения формируются на разных поколениях: на гаметофите – антеридии и архегонии, на спорофите – спорангии. В жизненном цикле высших растений происходит закономерное чередование поколений: диплоидного спорофита и гаплоидного гаметофита, причем у преобладающего большинства из них главным, доминирующим является спорофит.

Выход растений на сушу, и освоение наземной среды сопровождается усложнением общего плана строения и совершенствованием проводящей системы. Наиболее примитивные формы имели стебель и органы размножения, на следующем этапе появились листья и корни. Основные части растения – это стебель, выполняющий две функции: опорную и проводящую, с помощью листьев происходит фотосинтез, газообмен и испарение воды. Корень закрепляет растение на субстрате, снабжает водой и минеральными солями. Существует несколько типов тканей. Покровная (эпидермис, кожица) защищает растение от механических повреждений, от излишнего перегрева и испарения. Газообмен и испарение влаги осуществляется через устьеце – отверстие в эпидермисе.

Механические ткани состоят из вытянутых волокнистых клеток, которые обеспечивают сопротивление механическим воздействиям и способствуют прочности ствола. Механические ткани используют для изготовления ниток, тканей, веревок, канатов.

Проводящие ткани обеспечивают транспортировку питательных веществ от листьев к корням и наоборот. Это ксилема и флоэма, иногда между ними располагается камбий. В сочетании с механической тканью они формируют проводящие пучки (как артерии и вены у животных), соединяющие все органы растения. У древних высших растений (как ринниофиты) в осевой части стебля находится цилиндр ксилемы, ее окружает кольцо флоэмы. При этом образуется единый центральный проводящий пучок – протостела.

Основная ткань заполняет все пространство между всеми тканями и состоит из клеток способных синтезировать и запасать органические вещества.

Для высших растений характерны листья, имеющие разную форму и строение. Особенностью высших растений является чередование полового (гаметофит) и бесполого (спорофит) поколений. Споровые растения (пример папоротник) несут на нижней стороне листьев вместилища спор – спорангии. После созревания спор стенки спорангия трескаются и споры рассеиваются ветром. Попадая на влажную почву, они прорастают, образуя заросток (или гаметофит), на котором развиваются женские (яйцеклетки) и мужские (сперматозоиды) половые клетки. Капля дождя или росы упавшая на гаметофит, дает возможность сперматозоиду достигнуть яйцеклетки и оплодотворить ее. После этого яйцеклетка начинает делиться и прорастает в новое растение – спорофит, на котором развиваются спорангии.

У семенных растений процесс смены поколений редуцирован. Спора не покидает спорангия, она прорастает внутри него. У семенных растений споры называются пыльцой. Размножение семенами имеет преимущество, так как они обладают запасом питательных веществ, обеспечивают питание проростку. Кроме того, семена, попав в неблагоприятные условия, не теряют всхожести и могут дождаться их изменения, то есть дождя, споры же в этом случае высохнут и погибнут. Несомненно, что появление семян у растений позволило им захватить новые обширные места обитания.

Подцарство Высшие растения насчитывает не менее 300 тыс. ныне существующих видов. Оно делится на восемь отделов, из них один отдел – псилофиты полностью исчез еще в девонский период, остальные существуют и в настоящее время.

Таким образом, высшие растения отличаются от низших следующими особенностями:

• тело расчленено на корень, стебель, листья и органы размножения;

• спецификация клеток приводит к образованию различных специфических тканей, осуществляющих проводящую, защитную, механическую функции;

• среда обитания наземная;

• закономерное чередование полового (гаметофит) и бесполого (спорофит) поколений. При этом в жизненном цикле всех высших растений длительность существования спорофита резко преобладает над гаметофитом, особенно у древесных форм. Основным звеном в эволюции высших растений являлись преобразование и усложнение органов размножения с сокращением и последующей редукцией гаметофита как самостоятельного растения.

В соответствии со способом размножения подцарство высших растений разделено на два надотдела: споровые (Sporophyta) и семенные (Spermatophyta).