Современная классификации растений.

Систематика растений – раздел биологии. Она описывает, обозначает все существующие растения, классифицирует их по группам разного ранга и выявляет их родство. Самую крупную систематическую единицу растений представляет отдел, самую мелкую – вид. Название вида – бинарное (двойное), т.е. обозначает два признака растения: родовой (существительное) и видовой (прилагательное). Систематика дает возможность ориентироваться в огромном разнообразии растений, существующих на Земле.

Зарождение ботаники. Теофраста (Он разделял все растения на деревья, кустарники, полукустарники и травы – группы)

Джон Рей предложив различать двудольные (с двумя семядолями) и однодольные (с одной семядолей) растения.

В 1693 английский естествоиспытатель Дж. Рей установил понятие о виде,

Венцом периода искусственных систем была система К. Линнея (1735). В основу классификации Линней положил число тычинок, способы их срастания и распределение однополых цветков, Вследствие крайней искусственности классификации Линнея в один и тот же класс попадали самые различные роды, а роды бесспорно естественных семейств (например, злаки) нередко оказывались в разных классах. Линней усовершенствовал и утвердил в ботанике биноминальную (бинарную) номенклатуру.

Ещё большее значение для развития Систематика растений имела система (1789) французского ботаника А. Л. Жюсьё. Грибы, водоросли, мхи, папоротники, а также наядовые объединялись им под названием бессемядольных (Acotyledones). Семенные растения (без наядовых) он делил на Monocotyledones (однодольные) и Dicotyledones (двудольные), относя к последним также и хвойные.

Развитие современной эволюционной Систематика растений началось лишь после выхода в свет «Происхождения видов» Ч. Дарвина (1859). Одной из первых систем, созданных под влиянием теории Дарвина, была система немецкого учёного А. Брауна (1864). В 1875 нем. ботаник А. Эйхлер, также сторонник эволюционного учения, предложил свою систему растительного мира.

Общая характеристика царства растений: являются эукариотами; являются автотрофами, то есть образуют из неорганических органические вещества в процессе фотосинтеза за счет энергии солнечного света; ведут относительно неподвижный образ жизни; неограниченны рост; содержат пластиды и клеточные оболочки из целлюлозы; запас пит - крахмал; наличие хлорофилла.

В современной систематике царство растений делится на три подцарства: настоящие водоросли, багрянки (красные водоросли) и высшие растения (зародышевые).

Вид – основная структурная единица, род, семейству, порядки,в классы. Отдел – самая крупная единица в царстве растений.

Подцарство "низшие растения" Водоросли – древнейшие Среди них встречаются как одноклеточные, микроскопических размеров растения, так и многоклеточные гиганты. Тело представлено талломом или слоевищем. Органы полового и бесполого размножения, как правило, одноклеточные. 1. Тело не поделено на органы 2. Плохо развиты проводящая, механическая и покровная ткани, а значит и небольшие размеры 3. Взрослая особь гаплоидна 4. В цикле развития преобладает спорофит, Два подцарства — Красные, или Багрянки, и Настоящие водоросли. У наст вод три отдела (Зеленые, Харовые, Бурые и др.).

Зеленые водоросли. подвижную однокл водо – хламидомонаду ( вызывает ее цветение). В клетке хорошо заметны ядро, цитоплазма, стигма – светочувствительный «глазок» красного цвета, вакуоль с клеточным соком, две пульсирующие вакуоли и зеленый чашевидный хроматофор. Хлорелла(без жгут).

Бурые водоросли (ламинарию (морскую капусту).

Красные водоросли или багрянки. Одно из подцарств царства Растения. Окраска красных водорослей разнообразна, (хлорофиллы а и d, каротиноиды и фикобиллины: красный (фикоэритрин) и синий (фикоцианин).. Порфира, хондрус.

Для высших растений характерна дифференцировка тела на вегетативные органы и наличие тканей, выполняющих определенные функции.

В жизненном цикле высших растений происходит закономерная смена способов размножения — полового и бесполого и закономерное чередование поколений: полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Переход от гаплоидного состояния к диплоидному происходит при оплодотворении.

Высшие растения отличаются от низших следующими основными признаками:

1. Тело растения состоит из органов (стебель, лист, корень), имеющих тканевое строение.

2. Половые органы многоклеточные либо вторично упрощенные.

3. Правильное чередование в цикле воспроизводства спорофита и гаметофита. Однако четкой границы между низшими и высшими растениями по всем признакам не существует. Например, у моховидных, которые безусловно являются высшими растениями, отсутствуют корни. С другой стороны, харовые водоросли имеют многоклеточные половые органы, а многие бурые — тканевое строение. Следует также отметить, что из всех отделов высших растений только у моховидных в цикле воспроизводства доминирует гаметофит. У всех остальных преобладает спорофит

Высшие растения делят на две группы — высшие споровые (отделы Моховидные, Плауновидные, Псилотовидные, Хвощевидные, Папоротниковидные) и семенные растения (отделы Голосеменные и Покрытосеменные). У высших споровых растений процессы споро- и гаметогенеза разобщены ю времени и в пространстве: спорофиты (образуют споры) и гаметофиты (формируют гаметы) являются самостоятельными организмами. Гаметофит редуцирован и, как правило, является придатком спорофита. Размножаются эти растения спорами. У семенных растений споро- и гаметогенез тесно сопряжены, размножение осуществляется семенами.

Моховидные,. Известны с карбонового периода. Предки- зеленые водоросли. Три класса: листостебельные, антоцеротовые и печеночные мхи. Листостебельные, или настоящие мхи (кукушкин лен и сфагнум). Лишены корней, Тело делится на стебель и листья. Ризоиды – аналоги корней высших растений. Размножение происходит бесполым, вегетативным и половым путем. При вегетативном размножении молодые особи развиваются из частей материнского растения. Как половое, так и бесполое поколение мхов развиваются на одном растении. В жизненном цикле моховидных преобладает гаплоидное половое поколение. Гаметофит – многолетнее растение с листоподобными и корнеподобными (ризоидами) выростами. Органами полового размножения являются антеридии и архегонии. В антеридиях образуются двухжгутиковые сперматозоиды, которые способны перемещаться к яйцеклетке из архегоний исключительно в водной среде. При слиянии половых клеток формируется диплоидный спорофит.

Бесполое размножение осуществляется путем образования спор. Спорофит короткоживущий, находится на гаметофите и состоит из трех частей: спорангия (коробочки) со спорами, ножки, к которой крепится коробочка, и подошвы – места прикрепления к гаметофиту. Тесная связь спорофита и гаметофита объясняет факт групповых форм роста мхов.

Отдел Плауновидные – очень древняя группа. Имеют длинные стелющиеся дихотомически ветвящиеся побеги, густо усаженные жесткими мелкими листьям. Преобладает спорофит. (плаун булавовидный, плаун-баранец, плаун двуострый).

Отдел хвощевидные. Многолетние травы лугов, болот, лесов и полей. От корневищ отходят придаточные корни и надземные побеги, имеющие типичное членистое строение. От узлов отходят мутовки бурых чешуйчатых листьев, сросшихся в трубчатое влагалище, и мутовки боковых побегов.

Отдел папоротниковидные. Преобладание долговечного листостебельного спорофита над эфемерным примитивным гаметофитом, наличие у спорофита крупных, обычно перисто-рассеченных, сложно устроенных листьев – вай, расположение спорангиев группами (сорусами) на нижней стороне листьев.

Семенные.

Основные признаки Спорофит является доминирующим поколением; гаметофит крайне редуцированСпорофит разноспоровый, т.е. образует споры двух типов: микроспоры и мегаспоры; микроспора – пыльцевое зерно, мегаспора – зародышевый мешок Зародышевый мешок (мегаспора) остается целиком закрытым в семязачатке (мегаспорангии); оплодотворенный се­мязачаток представляет собой семя* Вода для полового размножения не нужна, поскольку мужские гаметы не способны плавать (исключение составляют некоторые примитивные представители); чтобы оплодотворить яйцеклетки, они проникают в завязь через пыльце­вую трубку* Сложные по строению проводящие ткани имеются в корнях, стеблях и листьях

Голосеменные Обычно образуют шишки, на которых развиваются спорангии, споры и семена Семена не спрятаны в завязи. Они лежат на поверх­ности специализированных листьев, называемых се­менными чешуями*, которые собраны в шишки. Не образуют плодов, поскольку не имеют завязи

Покрытосеменные. Образуют цветки, в которых развиваются спорангии, спо­ры и семена* Семена спрятаны в завязи* После оплодотворения из завязи развиваются плоды

Голо- и покрытосеменные растения размножаются за счет семян. Многоклеточные, сложноустроенные семена содержат зародыш будущего растения и все основные органы, такие как зачаточный корешок, стебелек, почечка и зародышевые листья (семидоли), присутствует запас питательных веществ, защищены кожурой, обладают средствами для расселения. Многие семена проходят период покоя, затем у них настает период прорастания, но только если условия благоприятны для этого. Такой метод обеспечивает лучшее выживание проростков. Семена возникают в знак приспособления к сухопутному типу жизни. Это означает, что в период филогенетической эволюции, спорофитом было получено абсолютное господство над циклом развития, а гаметофитом было утрачено независимое существование. Гаметофит очень редуцирован, его жизнедеятельность практически полностью зависит от спорофита, на котором он создается, прорастает и заканчивает свое развитие.

Второй особенностью семенных растений является образование в эволюционном процессе пыльцовой трубки, которая доставляет половые клетки мужского типа к яйцеклетке и архегонию. Пыльцевая трубка является очень важным прогрессивным приспособлением, которое делает процесс оплодотворения независимым от воды, как это было от мхов до папоротников у высших споровых растений. Опыление предшествует оплодотворению, перенос пыльцы (мужских гаметофитов) по воздуху, в которых происходит развитие сперматозоидов или спермин, к семязачаткам со сформировавшимися внутри них яйцеклетками.

Основными биологическими преимуществами семенных растений, которые обеспечивают им эволюционный успех – независимость оплодотворения от капельножидкой воды, появляется новый чрезвычайно эффективный орган размножения.

Первые семенные растения появились еще 360 миллионов лет назад в палеозойском периоде (в конце девона). Семенные растения подразделяют на два отдела: Голосеменные и Покрытосеменные

Голосеменные – это древний отдел растений, которые характеризуются наличием семязачатков с последующим развитием семени, но не образуют цветков и плодов. Это главные признаки голосеменных. Наиболее древние и примитивные представители этого отдела появились в позднем девонском периоде от одного из видов папоротников. В конце палеозойского периода голосеменные достигли расцвета, при этом в процессе эволюции вытеснив споровые растения. До наших дней в природе сохранились лишь немногие представители этой группы, так как голосеменные являются предками наиболее распространенных в настоящее время цветковых (покрытосеменных) растений, более приспособленных к жизни на Земле. Отличие покрытосеменных от голосеменных состоит в том, что у покрытосеменных растений семена расположены в завязи, а у голосеменных – семяпочки, позднее трансформирующиеся в семена, не имеют изолированного вместилища, а покрыты тонкими чешуйками и прикреплены к стержню.

Отдел голосеменных растений включает 4 класса: хвойные, гинкговые, гнетовые, саговниковые. К голосеменным относятся около 800 современных видов. Преобладающее большинство видов этого отдела (более 500) составляют класс хвойных растений, появившихся на наше планете в конце карбонового периода. Они произрастают на всех континентах. Почти 95% лесов Земли состоят только из хвойных деревьев или являются смешанными.

Отдел покрытосеменные Как особая ветвь эволюции покрытосеменные произошли от семенных папоротников около 120 млн. лет назад в нижнемеловую эпоху.

В отделе Покрытосеменных (Цветковых) растений выделяют два класса — Двудольные и Однодольные растения. Двудольные растения появились раньше, в последствие от них произошли однодольные.

Отличительные признаки двудольных растений: У зародыша семени две семядоли. Запас питательных веществ семени хранится либо в зародыше, либо в эндосперме. Зародышевый корешок дает начало хорошо развитому главному корню. Стержневая корневая система. Листья с перистым или пальчатым жилкованием. Проводящая ткань стебля имеет выраженное кольцевое строение. Благодаря кольцевому слою камбия стебель растет в толщину. Много как древесных, так и травянистых форм. Бобовые, сложноцветные, розоцветные, пасленовые и тд

Отличительные признаки однодольных растений: У зародыша семени одна семядоля. Запас питательных веществ находится в эндосперме. Зародышевый корешок развит слабо. При прорастании от стебля отходят придаточные корни. Мочковатая корневая система. Листья с параллельным или дуговым жилкованием. Черешок листа либо почти не развит, либо является листовым влагалищем. Проводящая ткань стебля состоит из пучков. Кольца камбия как у двудольных нет. Преимущественно травы.Злаковые, лилейные.

Филогенез растений

В конце архейской эры появились простейшие организмы, способные к фотосинтезу и давшие начало бактериям и сине-зеленым водорослям. обогащают окружающую среду кислородом.

Настоящие растения появились в начале протерозойской эры — это зеленые и красные водоросли.

Кембрийский и ордовикский периоды палеозойской эры характеризуются появлением крупных многоклеточных водорослей. В это время продолжают господствовать бактерии, сине-зеленые, красные и зеленые водоросли. Некоторые древние виды водорослей вымирают.

В силурийском периоде появляются псилофиты, водная растительность в виде водорослей продолжает развиваться, древние виды водорослей вымирают.

В следующем за силуром девонском периоде палеозойской эры появляются папоротники, хвощи, плауны, грибы и мхи. Псилофиты достигли господствующего положения, в морях распространились различные отделы водорослей.

За девоном наступил каменноугольный период (карбон). В отличие от засушливого девона, карбон был влажным и теплым, что привело к значительному развитию папоротников. Влажная, теплая, богатая углекислым газом атмосфера способствовала интенсивному развитию гигантских папоротников. Их отмершие стебли попадали в анаэробные условия, не подвергались гниению, что привело к формированию залежей каменного угля (отсюда и название периода).

В карбоне возникают первичные голосеменные растения. Появление семенного размножения явилось значительным ароморфозом в мире растений. Семенное размножение дает ряд преимуществ для растений: обеспечивается лучшая защита зародыша на первых этапах жизни, что способствует более хорошему выживанию в среде обитания, утрачивается зависимость полового процесса от внешней водной среды и автономно существующее растение получает диплоидный набор хромосом, что также способствует лучшему выживанию нового организма.

Каменноугольный период характеризуется господством папоротникообразных на суше, различных водорослей в море. В этом периоде псилофиты вымирают и появляются семенные папоротники.

Палеозойская эра завершается пермским периодом, который в отличие от карбона характеризовался сухим климатом. В этих условиях гигантские папоротники стали вымирать, появились травянистые формы папоротников, хвощей и плаунов. Вымирают и семенные папоротники (в конце периода), а их место занимают древние голосеменные растения.

После палеозойской эры наступила мезозойская эра, или мезозой, состоящая из трех периодов — триасового, юрского и мелового.

В триасовом периоде, начинающем мезозой, появляются современные голосеменные растения, господствуют древние голосеменные. Окончательно вымирают гигантские папоротники, хвощи и плауны, а голосеменные достигают наивысшего расцвета.

В следующем, юрском, периоде мезозоя появляются первые покрытосеменные растения (новый значительный ароморфоз в растительном мире.

Появление покрытосеменных растений является резким повышением уровня организации в растительном мире, так как у этих растений половой процесс становится окончательно автономным, не зависящим от воды, находящейся во внешней среде. Двойное оплодотворение повысило жизнеспособность зародыша, а покровы в виде оболочек плода повысили устойчивость семян к вредному воздействию условий внешней среды и.способствовали лучшему распространению плодов и семян, расширению ареала этих растений.

В меловом периоде, завершающем мезозой, появляются древние покрытосеменные растения, господствуют современные голосеменные растения, окончательно вымирают древние голосеменные растения и некоторые виды папоротников.

В конце мелового периода усиливаются горообразовательные процессы, наступает похолодание, уменьшается поверхность воды, сокращаются ареалы околоводной растительности.

Начинается кайнозойская эра, состоящая из палеогена, неогена и антропогена. В начале кайнозоя горообразовательные процессы завершаются. Обособляются Средиземное, Черное, Каспийское и Аральское моря. Устанавливается теплый, равномерный климат. На севере преобладает хвойная, а на юге лиственная растительность. Леса сменяются на степь, полупустыню и пустыню. Происходит формирование современных растительных сообществ.

Современная флора сформировалась к началу антропогена, в конце которого появляются различные виды культурных растений, выведенных человеком. Часть растений вымирает как под воздействием внешних факторов среды, так и под влиянием человека, деятельность которого в настоящее время стала «геологической силой».

 

Отличительные черты высших и низших растений

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: