Царство Растения (Planta)
Расте ния (лат. Plantae, или Vegetabilia) — биологическое царство, одна из основных групп многоклеточных организмов, включающая в себя в том числе мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные и цветковые растения
Признаки растений Царство растений объединяет около 350 тыс. видов. Растения — фотоавтотрофные организмы. Иногда встречаются виды со смешанным (миксотрофным) и гетеротрофным питанием (растения-паразиты). Клетка растений окружена целлюлозной клеточной стенкой, имеет пластиды, крупные вакуоли, центриоли у высших растений отсутствуют, основным запасным веществом является крахмал. Растения не способны активно передвигаться. Рост растений неограничен. Процессы жизнедеятельности регулируются особыми веществами — фитогормонами. Для растений характерны особые ростовые движения — тропизмы и настии. Тропизмы — движения, связанные с ростом частей тела растения, вызванные односторонним воздействием какого-либо фактора среды (например, рост стебля в сторону света). Настии — движения в ответ на изменение факторов среды, действующих ненаправленно (например, движения лепестков цветка при смене дня и ночи).
Жизненные формы растений • • • Жизненная форма — внешний вид растения. Основными жизненными формами растений являются: дерево — многолетнее растение с одним одревесневшим стволом; кустарник — многолетнее растение до 5 м, с большим количеством равных по размерам стволов (калина, бузина); кустарничек — низкорослое многолетнее растение (до 50 см) с древеснеющими, сильно ветвящимися побегами, обычно не имеющими явно выраженного главного ствола (черника, брусника); полукустарник, полукустарничек — многолетние растения, у которых нижние части надземных побегов одревесневают и сохраняются несколько лет, а верхние части ежегодно отмирают (полынь, астрагал); травы — жизненная форма растения, несущего один или несколько неодревесневающих стеблей, однолетние, двулетние, многолетние.
Жизненные формы растений Раункиер взял за основу классификации положение и способ защиты почек возобновления у растений в течение неблагоприятного периода – холодного или сухого. По этому признаку он выделил 5 жизненных форм: фанерофиты, хамефиты, гемикриптофиты, криптофиты и терофиты (греч. фанерос – открытый; хаме – низкий; геми – полу-; криптос – скрытый; терос – лето). У фанерофитов почки зимуют достаточно высоко над землей, к ним относятся деревья, кустарники, лианы, эпифиты или полупаразиты). По высоте растений эта группа разделяется на мега-, мезо-, микро- и нанофанерофиты (мега – большой, мезос – средний, микрос – маленький; нанос – карликовый). У хамефитов почки располагаются на высоте 20 -30 см над уровнем почвы. К этой группе относятся кустарники, полукустарники и полукустарнички, стелющиеся растения, растения-подушки.
Жизненные формы растений Криптофиты представлены либо геофитами, у которых почки находятся на некоторой глубине (корневищные, клубневые, луковичные растения), либо гидрофитами, у которых почки зимуют под водой. Терофиты – это однолетники, у которых все вегетативные части отмирают к концу сезона и зимующих почек не остается. Гемикриптофиты – травянистые многолетние растения, их почки возобновления находятся на уровне почве или погружены очень неглубоко.
Виды произрастающих фанерофитов
хамефиты Почки возобновления этих растений находятся над уровнем почвы до 20 см и поэтому зимуют под снегом Примеры: Клюква Брусника Черника Морошка Костяника и другие кустарнички
гемикриптофиты Почки возобновления этих растений находятся на уровне почвы Примеры: Земляника лесная Земляника луговая Одуванчик лекарственный Копытень европейский Барвинок малый
криптофиты Геокриптофиты – почки Гидрокриптофиты- почки возобновления скрыты в почве возобновления скрыты под водой Примеры: ландыш майский, Примеры: кубышка желтая, гусиный лук желтый, пролеска сибирская, молочай прутьевидный, льнянка обыкновенная и др. кувшинка белая, водокрас лягушачий, лютик кауфмана, белокрыльник болотный, вахта трехлистная и др.
терофиты Эти растения не имеют почек возобновления, живут один сезон (однолетники), возобновляются только из семян Примеры: Мак самосейка, череда трехраздельная, мятлик однолетний, ромашка пахучая, горец птичий, ромашка аптечная и др.
Царство Растения Подцарство Низшие растения Подцарство Высшие растения
Высшие растения (Embriophyta) • Тело высших растений дифференцировано на вегетативные органы и ткани. В ходе исторического развития эти растения приспособились к жизни в наземных условиях. В жизненном цикле происходит смена способов размножения (полового и бесполого)) и чередование поколений – полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Гаметофит продуцирует гаметы и защищает зародыш, тогда как спорофит продуцирует споры, которые обеспечивают следующую генерацию гаметофита. У высших растений доминирует диплоидный спорофит, который и определяет внешний вид растения.
Морфология и анатомия • Дифференциация тела растений произошла в связи с их выходом на сушу. Попав в новые условия окружающей среды, растения были вынуждены вырабатывать специальные приспособления для водоснабжения, защиты от высыхания и т. д. Тело растения разделилось на подземную и надземную части, выполняющие разные функции. Разделение функций привело к возникновению специализированных групп клеток — тканей и органов.
Морфология и анатомия • Органом называют часть растения, имеющую определенное строение и выполняющую определенные функции. У растений различают вегетативные (обеспечивают процессы питания, дыхания, защиты и вегетативного размножения) и генеративные (выполняют функцию полового размножения) органы. • Основными вегетативными органами растений являются корень и побег (лист и стебель рассматриваются как части побега).
Морфология и анатомия • У низших растений генеративными, половыми органами (гаметангиями) являются антеридии (мужские) и овогонии (женские), у высших споровых — антеридии и архегонии.
Морфология и анатомия • У высших семенных антеридии редуцированы, а архегонии имеются только у голосеменных. У цветковых растений цветок, плод и семя называют генеративными органами.
Классификация высших растений Высшие растения Высшие споровые Семенные Голосеменные Риниофиты Моховидные Псилотовидные Покрытосеменные Плауновидные Хвощевидные Папоротниковидные
Отдел Моховидные (Briophyta) • Этот отдел представлен низкорослыми, многолетними растениями. Насчитывают около 25 000 видов моховидных. Самые простые наземные растения. К субстрату прикрепляются тонкими нитевидными структурами. Проводящие ткани отсутствуют, транспорт воды осуществляется медленно. Обитают во влажных местах, т. к. вода необходима для полового размножения. Представители – сфагнум, кукушкин лен, маршанция.
• сфагнум • Маршанция • Кукушкин лен • Ягель
отдел Псилотовидные (Psilotophyta) • Древние высшие растения с 1 семейством - псилотовые. • Лишены корней, часто эпифиты на стволах древовидных папоротников, саговников, пальм; растут на гумусной почве и в трещинах скал. Несколько видов (2 рода), в тропиках и субтропиках.
Плауновидные (Lycopodiaceae) • Это сосудистые растения с прямостоячими или стелящимися стеблями, покрытыми мелкими листочками. Плауны обычны в северных лесах, но широко представлены и в тропиках. Плауновидные сходны с папоротниками по жизненному циклу. • У многих видов спороносные листья формируются только на концах специализированных побегов и собраны в длинные узкие стробилы. • Обнаружено много близких к плауновидным ископаемых форм. Некоторые из них размножались настоящими семенами
отдел Хвощевидные (Equisetaceae) Это почти вымершая группа, представленная в современной флоре единственным родом хвощ. . Его прямостоячие стебли отходят от подземных корневищ; на тех и других через определенные интервалы видны четко выраженные узлы. На корневище от узлов отходят корни, а на надземном стебле – розетки чешуевидных листьев и у многих видов – мутовки боковых веточек. Стебли со сложной системой сосудистых тканей зеленые, фотосинтезирующие. Споры образуются на верхушке стебля в компактных стробилах. • Некоторые из ископаемых форм этой группы представляли собой деревья, . •
отдел Папоротниковидные (Palypodiophyta) • Папоротниковидные – древнейшие растения, известные с девона. К настоящему времени сохранилось примерно 12000 видов, преимущественно во влажных тропических лесах. В основном – это наземные многолетние растения, но есть водные формы и эпифиты (растут на стволах и ветвях деревьев). • Папоротники-эпифиты
• Листья папоротников (вайи) крупные, с перисторасеченной листовой пластиной, с хорошо развитой проводящей системой. Вайи растут своей верхушкой, образуя при этом характерную разворачивающуюся «улитку» . Общий черешок листа прикреплен к подземному стеблю. Корни у папоротников придаточные. • У некоторых папоротников (страусник) листья дифференцированы на стерильные (фотосинтезирующие) и фертильные (несущие спорангии).
Семенные растения отдел Голосеменные (Gymnosperma) • Растения этого отдела дают семена, которые представляют собой готовые зародыши будущих растений. У голосеменных семя не покрыто плодолистиками. По этой причине их называют голосеменными. Эта группа представлена деревьями, кустарниками и редко лианами. Количество видов составляет около 700. Распространены по всему земному шару. В северном полушарии занимают огромные территории, образуя хвойные леса. У растений этого отдела тканями ствола и корня являются камбий, ксилема, флоэма. У многих листья представлены «иголками» .
Представители Голосеменных • Секвойя гигантская – самое высокое дерево планеты • Пихта цельнолистная – самое высокое дерево России • Кедр ливанский • Гинкго двулопастное
отдел Покрытосеменные • Покрытосеменные — наиболее совершенная и самая многочисленная группа современного растительного мира. • Жизненные формы покрытосеменных представлены деревьями, кустарниками или травами, что обусловливает их наибольшую экологическую пластичность и распространение на суше во всех природных зонах и в водных бассейнах. • Их основные вегетативные органы — корень, стебель и лист, имеющие многочисленные видоизменения, самые специализированные по строению и функциям. • Цветковые — единственная группа растений, способная к образованию сложных многоярусных сообществ.
Двойное оплодотворение • Свойственно только цветковым растениям. • При двойном оплодотворении один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй - с центральной клеткой зародышевого мешка. • Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, из центральной клетки - вторичный эндосперм семени, содержащий питательные вещества. Открыто в 1898 С. Г. Навашиным.
Двойное оплодотворение 1 — у рябчика: один из спермиев (а) в контакте с ядром яйцеклетки, второй (б) — с одним из полярных ядер (второе полярное ядро не изображено); 2 — у подсолнечника: а — пыльцевая трубка; б — синергиды (одна из них повреждена пыльцевой трубкой); в — яйцеклетка; г — спермий в контакте с ядром яйцеклетки; д — центральная клетка; е — второй спермий в контакте со вторичным ядром зародышевого мешка.
. Покрытосеменных насчитывается около 250 тыс. по всему земному шару. Они играют большую роль в жизни человека, снабжая продуктами питания, строительными материалами, сырьем для промышленности (текстильная, мебельная, фармацевтическая и др. ). • Береза • Магнолия • Жень-шень • Лимонник