87

1.1. Основные различия между высшими и низшими растениями: в морфологии вегетативного тела, анатомии, строении органов размножения, и смене ядерных фаз. Основные типы низших растений.

Низшие растения характеризуются отсутствием расчленения их вегетативного тела на стебель и листья. Тело низших растений (НР) может быть одноклеточным и многоклеточным, разнообразным по форме, но не в виде олиствленного стебля и носит общее название таллом или слоевище. НР называют талломными или слоевищными. В отличии от НР тело почти всех высших растений (ВР) расчленено на стебель и листья, их называют листостебельными. У немногих водорослей вегетативное тело расчленено на стебель и листоподобные органы; с другой стороны у некоторых печеночных мхов и даже у некоторых цветковых растений вегетативное тело не расчленено на стебель и листья и имеет талломную форму. Большое разнообразие внешней формы водорослей. К НР относятся водоросли, лишайники, бактерии и грибы. Для водорослей характерно наличие хлорофилла, которого нет у бактерий и грибов. Лишайники состоят из живущих в тесном сожительстве гриба и водоросли, образующих вместе своеобразный комплексный организм.

У подавляющего большинства водорослей вегетативные клетки во взрослом состоянии имеют почти то же строение, что и у прочих растений. Снаружи они одеты оболочкой, состоящей обычно из целлюлозы и пектиновых веществ в различных состояниях. Протоплазма или заполняет почти всю клетку, или расположена в виде стенкоположного слоя, а большая часть клетки занята одно – двумя крупными вакуолями с клеточным соком, с тяжами протоплазмы между ними. В протоплазме находятся пластиды, содержащие хлорофилл и другие пигменты или хроматофоры. Для монадных форм характерно еще наличие жгутиков.

Вегетативное тело грибов состоит у большинства из обычно обильно разветвленных нитей, т.н. гиф, образующих мицелий. Типичный мицелий у низших грибов не имеет поперечных перегородок, содержит огромное количество клеточных ядер (межклеточное строение). У высших грибов мицелий разделен поперечными перегородками на клетки, содержащие по 1-2 и несколько ядер. Протоплазма во взрослых клетках располагается вдоль по клеткам; тяжи ее пересекают клетку по разным направлениям и иногда имитируют поперечные перегородки, хроматофоров и пластид нет.

По анатомическому строению лишайники бывают гомеомерные и гетеромерные. У гомеомерных, во всей толще лишайника, без какой-либо симметрии расположены грибные гифы и водоросли. При гетеромерном строении на поперечном разрезе можно различить под микроскопом несколько особых слоёв. У листоватых находятся сверху верхняя кора плектенхима, имеющая вид образования тесно переплетающийся и смыкающийся с гифами. Под ней гифы лежат более рыхло и между ними находятся водоросли. Этот слой гондиальный. Под ним грибные гифы располагаются ещё более рыхло, с большими промежутками между ними, заполненные воздухом. Это сердцевина, под ней нижняя кора.

Органы ВР имеют сложное строение. Корни обеспечивают минеральное питание, листья – воздушное питание. Необходимо быстрое передвижение воды к листьям и органических веществ из листа в другие части растений. Это вызвало к возникновению развития проводящей системы внутри тела растения – в виде специальных клеток трахеид, а затем трахей или сосудов. В дальнейшем, проводящие элементы группируются в закономерное сочетание – пучки. Возникает центральный цилиндр – стела. В наземной среде у растений развилась сложная система покровных тканей, защищающих их от чрезмерной потери воды, от пониженных температур, а также развивается сложный устьичный аппарат. Затем получили мощное развитие механические ткани.

Размножение НР это вегетативное, бесполое и половое. Развиваясь в водной среде, гаметангии водоросли не имеют защитного слоя. Все их клетки образуют гаметы. Гаметы по форме разделяют: изогамия (одинаковые по подвижности и размеру), гетерогамия (одинаковые по подвижности и разные по размрам) и оогамия, где жен.-неподвижна, муж.-подвиж. и выделяют половые органы оогоний не и антеридий

Половые органы ВР: мужские – антеридии, женские - архегонии - всегда многоклеточные, в отличие от одноклеточных половых органов НР. Антеридии – небольшие овальные или шаровидные тельца, одетые снаружи бесплодными клетками (стенка антеридия), расположенными в один или несколько рядов. Внутри находится мн/кл спермогенная ткань, из которых возникают мужские гаметы – подвижные сперматозоиды.

Архегонии – небольшие колбообразные тельца; состоят из нижней расширенной части брюшка, где находится яйцеклетка и верхней суженой – шейки, в которой находятся канальцевые клетки и брюшная канальцевая клетка расположена над яйцеклеткой. Снаружи окружен бесплодными клетками, защищающие от высыхания его содержимого. В брюшке помещается неподвижная женская гамета – яйцеклетка. Над яйцеклеткой расположена брюшная канальцевая клетка. Внутри шейки расположены шейковые канальцевые клетки. От вершины архегонии к яйцеклетке ведет канал, заполненный слизью. По этой слизи сперматозоид проникает в брюшко архегония.

Характерной чертой ВР является наличие правильной смены поколений в цикле их развития. Растения здесь представлены двумя фазами развития, закономерно сменяющими друг друга – гаметофитом и спорофитом. Гаметофит – половое поколение, на котором образуются половые органы – антеридии и архегонии (у многих мужской и женские гаметофиты являются самостоятельными растениями), сменяется бесполым поколением – спорофитом, на котором формируются органы бесполого размножения – спорангии.

В спорангиях образуются споры. Спорангий одет оболочкой из одного или нескольких слоев клеток. Внутри спорангия возникает многоклеточная спорогенная ткань – археспорий. При делении археспориальных клеток образуются материнские клетки спор. Последние приступают к редукционному делению, в результате которого каждая из них образует четыре гаплоидные клетки – тетраду спор. Спорофит всегда диплоиден, каждая его клетка содержит двойной набор хромосом (2х).

У всех ВР редукционное деление происходит при образовании спор в спорангии. Спора гаплоидна, и от неё начинается развитие гаметофита. Переход от гаплоидного состояния к диплоидному имеет место при оплодотворении. Зигота диплоидна. В дальнейшем из неё развивается спорофит.

Водоросли, вышедшие на сушу, обладали ясно выраженной сменой поколений. Уже в воде у водорослей, особенно у бурых, сложились различные типы смены поколений. Так у ламинарии в цикле развития преобладает спорофит, а гаметофит представлен микроскопическими растеньицами. У фукуса гаметофит совсем выпал из цикла развития и растение представлено лишь спорофитом. У некоторых наоборот, преобладает гаметофит. У диктиоты оба поколения – гаметофит и спорофит развиты одинаково, внешне совершенно сходны, но отличаются цитологически по набору хромосом и по наличию различных органов размножения.

С момента выхода на сушу ВР развивались в двух направлениях, две большие эволюционные ветви – гаплоидные и диплоидные.

Первая представлена одним отделом моховидными, у которых преобладает развитие гаметофита, а спорофит редуцировал и живет на гаметофите.

Вторая эволюционная ветвь представлена всеми остальными ВР. Развитие этой группы связано с совершенствованием спорофита. Гаметофит редуцирован и у более организованных семенных растений гаметофит утерял способность к самостоятельной жизни и развивается в тканях спорофита. У цветковых сведён на нет.

Основные типы НР

1. Тип хризмотодовые водоросли – Chrysophytae.

2. Пирофитовые водоросли - Pyrrophytae.

3. Эвгленовые водоросли – Euglenophytae.

4. Зеленые – Chlorophyta

5. Разножгутиковые – Heterocontae

6. Диатомовые водоросли – Diatomeae

7. Бурые водоросли – Phaeophyta

8. Красные водоросли – Rhodophytae

9. Сине-зелёные водоросли – Cyanaphytae

10. Дробянки – Schisophytae

11. Бактерии – Bacteriophyta

12. Слизнеки – Myxomyceta

13. Грибы – Mycophyto (Fungy).

14. Лишайники – Lichenes.