Высшие споровые растения Цель: Изучить биологические особенности мхов, плаунов, хвощей и папоротников
Общая характеристика • Появились на суше в конце силурийского периода, более 400 млн. лет назад • Первые наземные организмы небольших размеров и имели примитивное строение • Произошли от древних групп зеленых водорослей (главный фотосинетический пигмент а, вспомогательные – хлорофилл в и каротиноиды) • Моховидные и проптеридофиты произошли из водорослей независимо
Общая характеристика • Высшие растения в типичном случае обладают стеблями, листьями, (листостебельными побегами), корнями • Формирование листьев: микрофильная линия эволюции (выросты на осевых органах – энации) у плаунов, макрофильная линия – листья возникли в результате уплощения и бокового срастания веточек • Цикл развития = бесполое (диплоидный спорофит) + половое (гаплоидный гаметофит) поколения
Отдел Моховидные (Bryophyta) • Насчитывается 25 тыс. видов • Встречаются практически на всех континентах • Предпочитают места обитания с повышенной влажностью, произрастают на земле, на отмерших или живых деревьях (эпифиты), в воде, на камнях • Жизненные формы – однолетние и многолетние травянистые растения; • Представлены как однодомными, так и двудомными растениями; • Побеги несут листоподобные органы филлоиды, корнеподобные - ризоиды
Отдел Моховидные (Bryophyta) Цикл развития • Преобладает половое поколение гаметофит, • На гаметофите развиваются мужские половые органы – антеридии, в них идет образование антеридии подвижных мужских половых клеток – сперматозоидов, женские половые органы – архегонии, в которых образуется архегонии несколько яйцеклеток • Для оплодотворения необходима вода; • Из зиготы сначала развивается спорофит; он полностью зависит от гаметофита, так как получает от него воду и питательные вещества;
Отдел Моховидные (Bryophyta) • Спорофит состоит из коробочки, в которой развивается спорангий, ножки на которой располагается коробочка, гаустории, обеспечивающей связь с гаметофитом; • В спорангии в результате редукционного деления происходит образование гаплоидных спор; • Моховидные – равноспоровые растения; • Из спор образуется протонема, на ней закладываются почки, из которых развивается гаметофит.
Отдел Моховидные СИСТЕМАТИКА Отдел Моховидные (Bryophyta). I. Класс Листостебельные мхи, или Мхи, или Бриопсиды (Bryopsida, или Musci). Подклассы 1. Sphagnidae. 2. Bryopsidae. 3. Andreidae. II. Класс Печеночники, или Печеночные мхи (Marchantiopsida, или Hepaticopsida). Подклассы 1. Jungermanniidae. 2. Marchantiidae. III. Класс Антоцеротовые, или Антоцеротопсиды (Anthocerotopsida).
Подкласс Настоящие мхи (Bryopsidae ) • Листостебельный гаметофит ортотропный или плагиотропный. • В нижней части стебля у бриевых мхов имеются нити из лишенных хлорофилла клеток – многоклеточные ризоиды, которые выполняют функцию закрепления на субстрате и проведения воды к стеблю. • Протонема может быть нитчатой (похожей на водоросли) и пластинчатой. Протонема с почками возобновления листостебельных растений (поздняя стадия развития протонемы) называется каулонемой.
Подкласс сфагновые мхи (Sphagniidae) • Размеры стеблей мхов измеряются в сантиметрах, их листьев – в миллиметрах, а клеток – в микрометрах. • Стебель у сфагнов прямостоячий, но отдельные растения не способны расти прямо из-за отсутствия механической ткани. Поэтому сфагнум всегда растет дернинками в которых отдельные растения опираются друг на друга веточками, растущими из стебля горизонтально, подобно тому, как могут опираться, обнявшись, другу на плечи люди. • На верхушке стебля находится более или менее компактная головка, состоящая из скученных вокруг точки роста коротких молодых веточек. • Листостебельное растение сфагна не имеет ризоидов.
Подкласс сфагновые мхи Сфагнум Гиргензона
Класс печеночные мхи (Hepaticae) • Название «печеночники» эти мхи получили из-за внешнего сходства маршанции с формой печени. • В мире насчитывается около 8500 видов печеночников • Распространены во всех климатических зонах – от тропиков до полярных широт. • Имеются виды, способные расти в крайне засушливых местообитаниях или в водоемах, большинство встречается в умеренно увлажненных, таких как сырые луга, берега речек. Талломы маршанции Мужские подставки
Класс печеночные мхи (Hepaticae) • Гаметофиты некоторых печеночников – талломы, нарастающие апикальной меристемой • Ризоиды одноклеточные • Основной способ бесполого размножения – фрагментация таллома, а также – образование выводковых почек Выводковые корзинки
Класс антоцеротовые (Anthocerotopsida) • Антоцеротовые – самый маленький класс в отделе Bryophyta. , включает около 100 видов. • Виды этого класса распространены по всему земному шару и произрастают во влажных тенистых местообитаниях. • Гаметофит внешне похож на таллом маршанциевых. • Спорофит имеет базальную меристему и поэтому постоянно растет вверх. Говорят, что он напоминает рога. Споры созревают, начиная с нижней его части. Зрелый спорофит раскрывается сразу по всей длине. Незрелый спорогон у антоцеротовых
Многообразие Бриевых мхов Птилиум гребенчатый Ритидеадельфус оттопыреннный
Многообразие Бриевых мхов Фунария гигроскопическая Дикранум многоножковый
Многообразие Бриевых мхов Плеурозиум Шребера Гилокомиум блестящий
Многообразие Бриевых мхов Клемациум древовидный
Значение моховидных • Растения-пионеры, играя большую роль в почвообразовательных процессах. • Играют существенную роль в регуляции водного баланса суши. Они регулируют испарение влаги из почвы. Аккумулируя воду, мхи вызывают заболачивание почв. • На лугах мхи препятствуют семенному возобновлению трав, в лесах — прорастанию семян деревьев. • Сфагновые и зеленые мхи являются основными торфообразователями. • Хозяйственное значение мхов невелико. Животные мхи не поедают. Торф применяют в качестве топлива, подстилки для домашних животных, удобрения. Путем сухой перегонки торфа получают метиловый спирт, сахарин, воск, парафин, краски, и т. д. Из торфа изготавливают бумагу и картон. В строительстве торф используется как теплоизолирующий материал. Торф имеет и медицинское значение.
Папоротникообразные • Первые сосудистые растения на земле • Проводящие элементы ксилемы представлены трахеидами, флоэма состоит из ситовидных клеток. • В подавляющем большинстве случаев камбий отсутствует, растения не способны к вторичному утолщению. • Размножаются спорами, доминирует спорофит, гаметофит развивается отдельно от спорофита. На спорофите появляется корень, настоящие стебель и листья.
Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta) Отдел высших споровых растений объединяет около 1 тыс. видов. Общая характеристика: • в основном тропические растения; • современные плауновидные – многолетние травянистые, обычно вечнозеленые растения, реже кустарники; • в жизненном цикле преобладает спорофит, представляющий собой листостебельное растение; • подземные органы – корневища и придаточные корни; • стебли в основном ползучие, дихотомически ветвящиеся; • листья мелкие с одной жилкой; • листорасположение спиральное, супротивное или мутовчатое; • плауновидные – равноспоровые и разноспоровые растения;
Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta) Плаун булавовидный Строение: • Произрастает преимущественно в лесной зоне, особенно в хвойных лесах. • Вечнозеленое травянистое многолетнее растение с ползучим стеблем, достигающим длины 3 метров. • В центральной части стебля находится проводящий пучок, в котором ксилема окружена флоэмой. • В междоузлиях стебель укореняется с помощью тонких придаточных корней. От стелющегося по земле основного стебля вертикально вверх отходят дихотомически ветвящиеся побеги высотой до 25 см. Поверхность стебля густо покрыта спирально расположенными мелкими ланцетнолинейными листьями. • В середине лета у взрослых растений на боковых побегах стебля образуются булавовидные спороносные колоски, каждый из которых состоит из оси и сидящих на ней листочков – спорофиллов.
Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta) • В основании спорофилла на его верхней части находится спорангий, в котором образуются гаплоидные споры. • Из спор при благоприятных условиях в течение 10– 20 лет развивается гаплоидный гаметофит – маленький беловатый (около 2 см в диаметре) заросток, который вступает в симбиоз с грибом и живет как сапрофит • На верхней стороне заростка образуются архегонии и антеридии, погруженные в ткань заростка. Двужгутиковый сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку и образуется зигота, из которой развивается зародыш Зародыш дает начало новому спорофиту — бесполому поколению плауна.
Отдел Плауновидные Семейство Плауновые Плаун булавовидный
Отдел Плауновидные Семейство Плауновые Плаун годичный
Отдел Плауновидные Семейство Плауновые Плаун сплюснутый
Отдел Плауновидные Семейство Баранцовые Баранец обыкновенный
Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta) Семейство селагинелловые • • • Селагинелла – наиболее многочисленный род среди современных, насчитывает около 700 видов. Нежные, многолетние, травянистые растения, требующие высокой влажности. Для селагинелл характерна разноспоровость, из микроспор развиваются мужские гаметофиты из одной ризоидальной клетки и антеридия, из мегаспор – женские. Происходит половая дифференциация – от спор до гаметофитов и резкая редукция гаметофитного поколения.
Значение плаунов • Хозяйственное значение плаунов невелико. Животные обычно их не едят. Некоторые виды плаунов содержат яд, сходный по действию с ядом кураре. • Споры плауна, или ликоподий, – тончайший светло-желтый порошок, бархатистый, жирный на ощупь – используется при обсыпке пилюль, в качестве детской присыпки (натуральный тальк), иногда в промышленности при фасонном литье для обсыпания моделей.
Отдел Хвощевидные (Equisetophyta) Семейство Хвощевые • Отдел высших споровых растений, включающий в себя в настоящее лишь один род, представленный 25 видами. Строение: • жизненная форма — многолетние, корневищные травянистые растения; • в жизненном цикле преобладает спорофит, представляющий собой листостебельное растение; • корни придаточные, образуются в узлах корневища; • стебли имеют хорошо выраженное метамерное строение, обычно однолетние, выполняющие функцию фотосинтеза;
Отдел Хвощевидные (Equisetophyta) • стенки клеток кожицы пропитаны кремнеземом; • в стебле имеется механическая ткань, проводящие пучки образуют кольцо; ксилема образована трахеидами, флоэма — ситовидными элементами и паренхимой; • образуют два типа побегов — ассимилирующие и спороносные 2 – схема анатомического строения стебля: эп – эпидермис; ост. – ассимиляционная ткань; м. т – механическая ткань; п. к – полость коры; п. п – проводящий пучок; п. с – полость сердцевины; 3 – схема прохождения пучков в стебле хвоща
Отдел Хвощевидные (Equisetophyta) • споры имеют элатеры, лентовидные выросты. Из спор (физиологически различных) развиваются одно- или обоеполые заростки — гаплоидные гаметофиты, имеющие вид небольших зеленых рассеченных пластинок с ризоидами; • антеридии развиваются на концах лопастей заростков, а архегонии — в центральной части; архегонии созревают раньше антеридиев (на обоеполых заростках); • из зиготы сначала развивается зародыш, а из него — взрослый диплоидный спорофит.
Отдел Хвощевидные Хвощ речной Хвощ болотный
Отдел Хвощевидные Хвощ камышовый Хвощ полевой
Значение хвощей • Большинство хвощей несъедобно, но некоторые виды хвощей (хвощ полевой) используются как корм животных. • Его используют также и в медицине в качестве кровоостанавливающего и мочегонного средства при отеках. • Иногда крахмалистые клубни и молодые спороносные колоски используются в пищу. Хвощ полевой — злостный сорняк. Хвощ болотный, хвощ приречный, хвощ дубравный — ядовитые растения. • Жесткие стебли хвоща зимующего можно использовать в качестве абразивного материала.
Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta) Общая характеристика: • Отдел высших споровых растений, объединяющий около 12 тыс. современных видов. • жизненные формы разнообразны — многолетние травянистые, древовидные растения, лианы, эпифиты; • в жизненном цикле преобладает спорофит, представляющий собой листостебельное растение с хорошо выраженными корнями, стеблями и листьями; • корни всегда придаточные, с корневыми волосками;
Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta) • В коре стебля имеется механическая ткань, в центре — несколько концентрических проводящих пучков; ксилема, образованная трахеидами, окружена флоэмой из ситовидных клеток без клеток-спутниц; • листья (вайи), длительное время сохраняют способность к верхушечному росту; • часто листья совмещают функцию фотосинтеза и спороношения
Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta) • спорангии располагаются на нижней поверхности листьев и чаще всего собраны группами — сорусами, покрытыми общим покрывальцем — индузием, представляющим собой вырост ткани листа;
Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta) • В основном папоротники — равноспоровые растения (кроме водных папоротников); • из спор у подавляющего большинства равноспоровых папоротников развивается обоеполый гаметофит (называемый также заростком), имеющий вид зеленой пластинки, прикрепляющийся к субстрату ризоидами; • архегонии и антеридии развиваются на нижней поверхности заростка; • для оплодотворения необходима вода; • из зиготы сначала развивается зародыш, а затем взрослый спорофит
Значение папоротников • Именно орляк заготавливают на экспорт в лесах Хабаровского края и охотно употребляют в пищу в странах Восточной Азии, особенно в Китае и Японии. Как пищевое растение страусник известен гораздо меньше, чем орляк. Но в Канаде и некоторых штатах Америки этот папоротник является традиционной весенней едой индейцев. В пищу пригодны молодые рахисы длиной до 20 см. После сбора стволик страусника дает новые вайи, но растение сильно ослабевает, поэтому срезать сразу все «улитки» можно только со старых кустов, а с молодых кустов рекомендуется собирать не более половины рахисов. В этом случае куст полностью восстанавливается и даже не теряет своей формы. • При заготовке рахис должен ломаться с хрустом. Если он не ломается, а рвется, значит, перезрел и в пищу непригоден. От момента сбора до переработки папоротника должно пройти не более 4 ч, иначе рахисы быстро загрубеют и станут несъедобными. В пищу свежие рахисы непригодны, они содержат горечь, поэтому перед употреблением их либо отваривают, либо засаливают. По вкусу страусник и орляк заметно различаются. Орляк больше похож на грибы, а страусник – на цветную капусту, чуть сладковатую и очень сытную. • Многочисленные садовые разновидности многоножки обыкновенной нередко культивируют в оранжереях и открытом грунте
Значение папоротников • Щитовник мужской хорошо известен как лекарственное растение. Из его высушенных корневищ изготавливают эффективные противоглистные средства, например, препарат «филиксан» в таблетках. Главными действующими веществами его являются папоротниковая (филиксовая) кислота и фильмарон – производные филициновой кислоты. • Широко применяется щитовник и в народной медицине. Целители-практики утверждают, что сок свежего растения лечит рак и язву желудка. Пьют его по 1 чайной ложке 3 раза в день. При ревматизме хорошо помогают ванны с добавлением настоя заваренных кипятком листьев папоротника. Если спать на матрацах, набитых травой папоротника, значительно облегчается состояние больных, страдающих отложением солей, артритами. Сок свежего листа щитовника применяют при лечении трофических язв в виде примочек, компрессов. Однако необходимо помнить, что в целом папоротник и его препараты ядовиты, поэтому их не следует использовать без консультации врача.
Класс Многоножковые Семейство Кочедыжниковые Кочедыжник женский
Класс Многоножковые Семейство Щитовниковые Щитовник гребенчатый
Класс Многоножковые Семейство Оноклеевые Б А Страусник обыкновенный А. Спорофит. Стерильные листья. Б. Сегмент стерильного листа. В. Спороносный лист. В
Класс Многоножковые Семейство Щитовниковые Голокучник Линнея
Класс Многоножковые Семейство Гиполеписовые, Подчешуйниковые Орляк
Класс Многоножковые Семейство Гроздовниковые Гроздовник полулунный Гроздовник виргинский
Водные папоротники: марсилиевые (марсилия четырёхлистная, пилюльница шароносная), сальвиниевые (сальвиния плавающая, азолла каролинская).
Скачать презентацию Высшие споровые растения Цель Изучить биологические особенности мхов
Высшие споровые растения1.ppt