какие группы растений существуют

Многообразие растений. Основные отделы растений. Классы Покрытосеменных. Роль растений в природе и жизни человека

Содержание:

Предки растений или псилофиты вышли на сушу около 450 млн. лет назад. С этого момента началось их стремительное шествие по планете Земля. Появились гигантские папоротники, хвощи, плауны, затем пришла очередь голосеменных и покрытосеменных растений. Прогресс растительного мира продолжался тысячелетиями и привел к образованию 350 тыс. видов представителей флоры. Это основные продуценты на нашей планете, которые обеспечивают другие организмы питанием и образуют в процессе фотосинтеза кислород – основной элемент, участвующий в процессе дыхания.

Многообразие растений

Систематика предлагает следующую классификацию растительного царства:

Это наиболее удобная и простая схема демонстрирует стройную картину растительного мира и ее постепенное усложнение в процессе эволюции. Чтобы разобраться в таксономических группах и особенностях строения, рассмотрим основные отделы растительного царства.

Основные отделы растений

Подцарство Низшие растения

Отдел Водоросли

Подцарство низших растений, образованное водорослями, появилось во времена, когда Землю покрывали моря. Водоросли не случайно выделили в отдельное подцарство, поскольку они сильно отличаются от своих «зеленых собратьев»: тело образовано слоевищем или талломом и не делится на ткани и органы, полностью зависят от водной среды.

Водоросли размножаются тремя способами:

Среди водорослей распространены одноклеточные виды и колониальные формы. Сине-зеленые водоросли (цианобактерии) не имеют оформленного ядра и относятся к прокариотам или доядерным организмам. Остальные представители подцарства – эукариоты. Питание простое:

Еще одна схема по систематике показывает классы водорослей, каждый их которых отличается особенностями строения. Это огромное подцарство, которое заполняет океаны, моря, реки, водоемы.

Водоросли производят до 80% органических соединений, необходимых в пищевых цепях. Это основные продуценты биомассы. Их роль этим не ограничивается:

Отдел Лишайники

Комплексная природа лишайников помогает сохранить жизнедеятельность в самых неблагоприятных условиях. Они способны получать питание из воздуха, росы, тумана, частичек пыли, дождя, а не только из почвы. Их можно встретить в условиях, мало пригодных для жизни: на скалах, крышах домов, старой древесине, стеклянных и пластиковых поверхностях.

Тело лишайника сплетено из особых нитей – гиф, между которыми расположены клетки водорослей. Они находятся под верхним корковым слоем, который защищает их от пересыхания. Гифы образуют утолщения, которые придают слоевищу форму и устойчивость. Нити тонкими «мостиками» соединены с водорослями, что позволяет извлекать нужные каждому организму продукты.

Систематики насчитали 20 тыс. видов лишайников. Они делятся на:

Лишайники размножаются вегетативно, с помощью кусочек слоевищ или спор. Под слоевищем образуются соредия и изидия (водоросли, опутанные нитями гиф). При нарушении коркового слоя они разносятся ветром и меняют местообитания. Лишайники растут очень медленно и живут столетиями.

Подцарство Высших растений

Отдел Мохообразные

Представлен 20 тыс. видов. Это наземные многолетние растения, устроенные довольно просто. Их характерные черты:

Это древняя группа организмов существовала еще в каменноугольном периоде. Многолетние растения всегда любили влажные местообитания. Леса, болота, сырые луга – основное их «пристанище». Это источник биомассы, способной накапливать и удерживать воду. По строению и образу жизни – промежуточное звено между низшими и высшими растениями, тупиковая ветвь эволюции.

Мохообразные делятся на классы:

Размножение происходит бесполым, половым и вегетативным способом. Половое размножение устроено довольно сложно. Общий процесс изображен на рисунке 1:

На заметку: Способны задерживать влагу в теле, благодаря чему происходит заболачивание почв. Накапливают (собирают в себя) тяжелые металлы и радионуклиды. Обладают антисептическими свойствами и выделяют консерванты, поэтому в глубоких слоях болот находят хорошо сохранившиеся останки людей, животных, предметы быта.

Отдел Плауновидные

Это высшие споровые растения, которые достигли расцвета в каменноугольном периоде. В те времена они представляли собой плауны-колоссы, достигая в высоту 40 м. Древовидные плауны исчезли в палеозое, их законсервированные вымершие остатки дали начало каменноугольным отложениям. Относятся к травянистым многолетним вечнозеленым растениям, способным жить до 100 лет. Растения поселяются на земле и стволах деревьев.

Местообитание – хвойные леса. Для Плауновидных характерен медленный рост: взрослого возраста они достигают к 20 годам. Их разнообразие невелико и составляет около 1400 видов. Примеры представителей этого растительного отдела:

На верхушках ветвей у плауна годичного находится один колосок. Это вид, который чаще других встречается на просторах России.

На верхушках ветвей у плауна булавовидного по 2–3 колоска. На популяцию растения отрицательно влияет то, что его собирают в декоративных целях (из него изготавливают венки, гирлянды для украшения домов), и после этого он восстанавливается очень медленно.

У баранца обыкновенного споры образуются на верхней стороне листьев. Растение ядовито.

У дифазиаструма сплюснутого листья чешуйчатые, очень маленькие и плотно прижатые к веточкам.

Среди плаунов встречаются ядовитые растения, поэтому животные ими не питаются. Из спор некоторых плаунов готовят натуральную детскую присыпку (тальк), а также лечат кожные высыпания. В промышленности готовят желтую и зеленую краски.

Отдел Хвощевидные

К предкам хвощей относятся псилофиты (первые растительноподобные организмы). Известны гигантские ископаемые формы, которые формировали леса наряду с хвощами и плаунами до каменноугольного периода (300 млн. лет назад). Современных видов всего 30 и произрастают они во влажных лесах Северного полушария.

Это многолетние травянистые растения, которые характеризуются:

Весной из корневищ на поверхности появляются бурые побеги со спороносными колосками. Когда споры вызревают и осыпаются, побеги хвоща отмирают и на их месте вырастают зеленые побеги спорофита, или вегетативные побеги. Они сильно ветвятся и покрыты чешуйчатыми листьями. В новых побегах идет процесс фотосинтеза, спорообразование для них не характерно.

Это интересно: В отличие от большинства растений хвощи не приносят весомой пользы человеку. Их рассматривают как злостные сорняки, вредные и ядовитые свойства которых исключают их использование в качестве кормовой базы для животных. Только хвощ пестрый – кормовая культура для северных оленей.

Отдел Папоротниковидные

Папоротники ведут свое происхождение от риниофитов, которые появились в девоне. Гигантские растения занимали огромные площади, образуя непроходимые леса в каменноугольном периоде. В те времена, они составляли конкуренцию хвощам и плаунам.

Сейчас, это травянистые растения высотой 30-90 см, которые встречаются в лесах умеренной зоны и деревянистые – в тропиках южных широт. Относятся к многолетникам и живут до 300 лет. Некоторые экземпляры достигают более «почтенного» возраста. Систематики насчитывают 10 тыс. видов папоротников.

Основные черты развития:

На нижней части листовой пластинки находятся спорангии (коричневые пятнышки, расположенные рядами). В них, путем мейоза, формируются гаплоидные споры. Споры попадают в почву, образуя заростки (гаплоидные гаметофиты). Они видны в виде зеленой пластинки с ризоидами.

На заростках появляются гаметангии: антеридии и архегонии. В водной среде сперматозоиды из антеридиев перемещаются в архегонии: происходит оплодотворение яйцеклетки. Из зиготы вырастает новый папоротник – диплоидный спорофит. Таким образом, половое размножение происходит со сменой поколений.

Общий процесс размножения изображен на схеме:

Папоротники находят широкое применение:

На заметку: Среди папоротников к наиболее распространенным относится щитовник мужской. Существовали семенные папоротники, но они вымерли, став родоночальниками отдела голосеменных.

Отдел Голосеменные

Таксон насчитывает всего 700 видов и ведет свое происхождение от древних папоротников. Получили широкое распространение в палеозое и мезозое. В каменноугольном периоде климат изменился: стало суше и заметно похолодало, поэтому господствующие папоротники, хвощи и плауны вымерли, а голосеменные сохранились благодаря ряду приспособительных особенностей.

Наиболее характерные черты:

Представители Голосеменных:

Семя развивается в семяпочке или семезачатке (мегаспорангии). В ней формируется женский гаметофит, образуется яйцеклетка и происходит процесс оплодотворения. Формируется зародыш, а семязачаток превращается в семя. Для оплодотворения не нужна вода и это огромный эволюционный прогресс, хотя сам процесс оплодотворения довольно сложен. Мужские гаметы, которые находятся внутри микроспоры, не имеют органоидов движения. Оплодотворение происходит за счет пыльцы (мужские шишки), которая переносится ветром на семенные (женские) шишки. Для голосеменных характерно семенное размножение.

Семя состоит из зародыша, гаплоидного эндосперма и семенной кожуры. Распространяются у большинства ветром, у некоторых (у тисса, можжевельника) — животными.

Итог вышесказанного: голосеменные – это обоеполые растения, опыляемые ветром. На одном растении образуются мужские и женские шишки. Гаметофиты состоят из пыльцевых зерен и яйцеклеток. Основная форма жизни – это спорофит, представленный кустарниковой или древовидной формой.

Отдел Голосеменных растений делится на следующие классы:

К сведению: Современные голосеменные имеют листья-хвоинки, которые не опадают. Исключением является лиственница – листопадное дерево. У нее мягкие и плоские листья, расположенные в виде пучков. Древние голосеменные – саговники обладают крупной листовой пластинкой.

Отдел Покрытосеменные

Появились позже других, но обладают наиболее «продвинутыми» чертами: могут «похвастаться» наличием цветка и плода. С середины мезозойской эры до сегодняшнего дня, они занимают лидирующие позиции в растительном царстве. Землю населяет около 300 тыс. видов цветковых растений, которые заняли все континенты и большинство экологических ниш. Это наиболее многочисленный таксон.

Покрытосеменные обладают особой организацией:

Рассмотрим жизненный цикл цветкового растения:

Покрытосеменные растения образуют два класса:

Они значительно отличаются друг от друга, имеют свои характерные особенности.

Класс двудольные растения

Обладают следующими чертами:

К двудольным растениям принадлежит огромное количество знакомых семейств. Всего класс насчитывает 200 тыс. видов.

Класс однодольные растения

Характеризуется следующими чертами:

На заметку: Чтобы точно определить принадлежность к конкретному классу, нужно найти сочетание нескольких признаков. Один признак не дает представление о принадлежности к таксономической группе.

Роль растений в природе и жизни человека

Космическая роль зеленых растений состоит:

Растения служат человеку в качестве:

Перечислить многочисленную роль растений довольно сложно. Но главное – это продуценты, источник биомассы и кислорода, без которых жизнь на Земле невозможна. Они формировались тысячелетиями и принесли человеку все самое ценное в своем составе, научили пользоваться многими процессами в деятельности (бионика), помогли выжить в непростых климатических условиях и стали основным источником пищи.

Источник

Факты из истории

Растенияпредставляют собой биологическое царство, которое состоит из многоклеточных живых организмов. Несмотря на отсутствие способности передвигаться, представители вида ведут активную жизнедеятельность. Внутри листьев, стеблей и корней происходят различные химические процессы, которые обеспечивают нормальное функционирование всей системы.

Первое описание многообразия царства растений принадлежит древнему философу и ученому Аристотелю. Точного определения, названия, особенностей семейств или подцарств он не давал, но поставил растения между представителями животного мира и неодушевленными предметами, поскольку они не способны передвигаться.

Через некоторое время ученые выделили отдельное царство грибов, и растения стали отдельным видом, который изучается и сегодня. Помимо этого, специалисты выделили некоторые разновидности водорослей, не имеющие корневой системы, как у других представителей растительного мира.

Этапы эволюции

Если верить находкам и заключениям палеонтологов, разделение растительного и животного мира произошло еще 3 млрд лет назад. Этот период приходится на архейскую эру, когда были обнаружены первые единицы, имеющие признаки растений.

В протерозойской эре некоторые уже имели представление об эукариотах, которые, по их мнению, стали результатом перехода в это состояние обычной амебовидной клетки. Именно этот переход и стал причиной появления некоторых видов водорослей, которые стали первыми настоящими представителями мира растений. Несколько позже появились красные, зеленые и сине-зеленые водоросли.

В палеозойской эре возникают первые высшие единицы — риниофиты. Это происходит в результате множества преобразовательных процессов, провоцирующих исчезновение некоторых морей. Вследствие таких изменений многие водоросли стали приспосабливаться к жизни на суше, а выжили благодаря образованию и развитию на почве цианобактерий и бактерий.

Одним из наиболее древних растений, обнаруженных на территории современной Шотландии, считается куксония. Палеонтологи определили, что ее возраст приближается к 415 млн лет. После открытия куксонии в 1937 году растительный мир разделился на две основные линии: сапрофитные, или сосудистые, и гаметофитные, или моховидные.

Отличительные признаки

Разобраться в систематике или систематических группах растений поможет изучение основных признаков представителей этого царства, их общих характеристик и строения. Специалисты выделяют несколько основных черт растений, произрастающих на Земле:

Помимо этого, специалисты отметили чередование поколений. Этот признак не считается уникальным, но позволяет отличить представителей растительного мира от грибов и некоторых водорослей.

Особенности строения

Разнообразие строения единиц растительного мира позволяет разделить их на одноклеточные типы и многоклеточные. Яркими представителями первого вида являются хламидомонады и хлореллы. Одной из особенностей строения считается довольно большой размер каждой клетки, который иногда достигает нескольких сантиметров. Эукариоты имеют жесткую клеточную оболочку и большое количество целлюлозы.

В каждой клетке присутствуют хлоропласты и вакуоли, обеспечивающие упругость. Во время пролиферации клеток перегородка образуется за счет содержания большого количества фрагмопластов. Сперматозоиды растений имеют два или несколько жгутиков. Многожгутиковая система напоминает строение клеток зеленых водорослей.

Клетки единиц растительного мира объединяются в ткани, особенностью которых является отсутствие межклеточного вещества и присутствие довольно большого количества мертвых клеток. Некоторые части растения в основном состоят именно из таких клеток. Помимо этого, одним из отличий представителей растительного и животного мира считается состав тканей, который может включать разные типы клеток.

В зависимости от типа растения схема его строения может отличаться. Тело некоторых видов представлено сплошным пластом без ответвлений. Другие имеют развитую корневую систему и надземную часть. Корнеплоды, например, отличаются не только наличием множественных извилистых корней, но и плодов разной формы, размера. Листья выступают в роли фотосинтезирующих органов, содержат наибольшее количество хлорофилла.

Почка выступает в качестве отдельного органа в некоторых видах растений. Примером таких представителей будут некоторые деревья, на которых почки появляются раньше, чем листья и цветы.

Жизненный цикл и размножение

Характерная особенность растительности — возможность размножения половым и бесполым способом. Первый метод предполагает оогамию, на которую способны высшие сосудистые растения, второй чаще всего осуществляется вегетативным путем. Жизненный цикл крупных и мелких растений включает несколько этапов:

Подобный цикл присущ Мохообразным и Папоротникообразным. Семенные же растения нуждаются в дополнительной помощи для оплодотворения, которое осуществляется путем опыления. Покрытосеменные виды также нуждаются в опылении, после которого формируется цветок, превращающийся в плод через некоторое время. Подобный порядок позволяет жизненному циклу не прерываться, и единицы всегда находятся на определенном этапе развития.

Отмечено, что у цветковых растений в условиях умеренно континентального климата жизненный цикл зависит от погодных условий, может замедлиться или полностью остановиться.

Основные виды

Классификация растений предполагает их разделение на два подцарства (высшие и низшие) и несколько основных разновидностей. Среди низших преобладают одноклеточные. В подцарстве высших растений специалисты выделяют папоротники, мхи, голосеменные, покрытосеменные или цветковые, водоросли. Каждый подвид имеет свои особенности:

Эти виды ученые изучили тщательно, поскольку простое строение и жизненный цикл не сложно зафиксировать.

Голосеменные и покрытосеменные

Вид голосеменных растений включает в себя около 1000 различных представителей. Основным отличием их от покрытосеменных будет отсутствие какого-либо укрытия для сохранения семян. Они также не имеют плодов или цветков. Этот отдел высших растений включает в себя несколько классов:

Вид покрытосеменных растений включает в себя кустарники, деревья и травы. Считаются наиболее развитыми представителями флоры. Основным отличием этого вида является наличие плода и цветка. Семена скрыты в завязи, из которой и образуется плод. Покрытосеменные включают несколько классов, но наиболее крупными будут двудольные и однодольные.

Первые отличаются строением семени, которое имеет две доли. Листья обычно обладают сетчатой структурой, а также имеется центральный корень. От него идут мелкие ответвления. Двудольные разделяются на 6 подклассов и множество разновидностей.

Зародыш однодольных растений имеет одну семядолю. Сами представители класса наделены мочковатой корневой системой, дуговой схемой жилкования листьев. Класс разделен на 5 подклассов и множество семейств.

Роль в жизни человека

Наиболее распространенным классом растений на планете считаются цветковые. Их насчитывают более 250 тысяч. Однако все виды и классы играют важную роль в жизни человека. Все живое существует в основном благодаря растениям. Они помогают очищать воздух, что жизненно необходимо для людей в крупных населенных пунктах.

Помимо этого, после гибели они разлагаются, удобряя почву. Ученые определили, что с уменьшением количества представителей растительного мира сократился объем кислорода. При регулярном уничтожении лесов эти цифры уменьшаются, что может привести к катастрофе.

Важная функция растений — лечебная. Среди представителей цветковых встречается множество видов, обладающих уникальными терапевтическими свойствами для организма человека. Сегодня фитотерапия не так развита, как несколько десятилетий назад, но остается востребованной и эффективной. Еще одним важным свойством растений будет насыщение организма витаминами и минеральными веществами.

Источник