Сообщение на тему многоклеточные растения

Обновлено: 04.07.2024

Самым многочисленным считается царство растения. Оно объединяет организмы, обладающие разнообразными формами. Встречаются они повсеместно, даже в безводных пустынях и высоко в горах. Сегодня мы познакомимся с несколькими группами растений. Рассмотрим их основные особенности жизнедеятельности, а также значение в природе и жизни людей.

План урока:

Водоросли

Огромное царство, в зависимости от строения, делится на две группы: низшие и высшие растения.

Остановимся подробнее на представителях низших растений – водорослях. Эти организмы освоили водную среду. Одни из них заселили пресные воды, других можно встретить в соленых водах. Лишь немногие водоросли переселились на сушу, но и здесь они занимают преимущественно сырые места.

Водоросли довольно многообразны, среди них выделяют одноклеточные, а также многоклеточные формы.

Много одноклеточных водорослей живет в почве, поэтому после интенсивного размножения поверхность почвы также может покрываться зеленым налетом.

В качестве примера рассмотрим строение одноклеточной зеленой водоросли хламидомонады. Хламидомонада представлена одной клеткой. Она покрыта оболочкой и содержит цитоплазму, а также ядро. Спереди клетка имеет два жгутика, посредством которых происходит ее передвижение.

Почему же эти водоросли назвали зелеными? Эти одноклеточные организмы содержат хлорофилл, от которого и зависит зеленая окраска водорослей. Поглощая из окружающей среды воду и углекислый газ, она образует из них на свету органические вещества. Вместе с тем она потребляет из внешней среды и готовое органическое вещество.

Размножается одноклеточная зеленая водоросль хламидомонада бесполым и половым способом.

Бесполый способ заключается в делении на четыре или большее число клеток. Эти маленькие клетки одеваются своими оболочками, образуют жгутики и выходят из разорвавшейся материнской оболочки.

Иногда размножение хламидомонады происходит более сложно – половым путем. В этом случае происходит слияние двух клеток, образование споры и последующее деление содержимого споры. В результате образуется зигота, которая при благоприятных условиях прорастает и образуется взрослая особь.

Помимо одноклеточных водорослей, есть и многоклеточные.

В прудах, озерах и реках вблизи берега можно встретить большое количество зеленой тины.

Строение многоклеточных зеленых водорослей разберем на примере спирогиры. Рассматривая нить спирогиры под микроскопом, можно увидеть, что она представляет собой длинный ряд одинаковых клеток.

Всякая клетка такой многоклеточной водоросли имеет оболочку, цитоплазму, а также ядро. В клетке имеются также ярко-зеленые, спирально извитые ленты, содержащие хлорофилл. Благодаря хлорофиллу спирогира из углекислого газа и воды образует органическое вещество – крахмал.

Размножение многоклеточных водорослей происходит двумя способами: бесполым и половым. Бесполое размножение происходит путем разрыва нити на несколько кусков. Более сложное половое размножение, которое происходит при слиянии содержимого двух клеток нити. В результате образуется спора, которая прорастает и дает начало новому организму.

Однако существуют водоросли иной окраски, например красные и бурые. Кроме хлорофилла, у бурых водорослей в клетках содержится бурое вещество, а у красных соответственно красное. Эти вещества и придают им соответствующую окраску. Строение этих многоклеточных водорослей в значительной степени схоже с зелеными.

По внешнему строению бурые водоросли бывают в виде нитей, шаров, кустов. Ко дну эти водоросли прикрепляются ризоидами или разросшимся слоевищем.

В качестве примера рассмотрим бурую водоросль, сахарную ламинарию, которая обитает в наших северных морях. Длина ее достигает 5-6 м. У ламинарии нет ни корня, ни стебля, ни листьев, но некоторое расчленение тела все же есть. Она имеет корневидные нити – ризоиды, которыми прочно прикрепляется к донным камням. У нее имеются также стеблевидная и листовидная части тела. Интересно, что листовидная часть тела ежегодно сменяется.

Красные водоросли также обитают в морях, лишь некоторые виды можно встретить в пресных водах. Размеры их довольно разнообразны – они могут быть очень мелкие, а могут достигать 1м. Строение красных водорослей такое же, как и бурых. С представителями красных водорослей познакомимся на рисунке.

Рассмотрим значение водорослей в природе. Все эти организмы содержат хлорофилл и образуют органическое вещество. Поэтому ими питаются те животные, которые обитают в воде. Так же как и наземные растения, водоросли производят кислород, важный для существования всех других организмов.

Водоросли имеют большое практическое значение в жизни человека. Из золы красных и бурых водорослей добывают йод, использующийся в медицине. Из красных водорослей получают особое студенистое вещество агар-агар, применяемое в кондитерском производстве при изготовлении мармелада и других продуктов.

Представителями высших растений считаются мохообразные – наиболее просто устроенные. Для них не характерно расчленение тела на стебель и листья, отсутствуют корни. Прикрепляются к субстрату и всасывают воду с помощью ризоидов.

Мохообразные подразделяются на две группы: печеночные и листостебельные мхи.

Для печеночных мхов характерно горизонтальное расположение тела по отношению к субстрату, тело редко ветвится. Одним из видов печеночных мхов считается маршанция. Растет она по болотам, на выжженных местах. От нижней стороны ее тела отходят ризоиды.

Еще одним представителем печеночных мхов считается риччия. Очень часто ее можно встретить в аквариуме. Внешний вид представляет собой разветвленный кустик. Она может свободно плавать в воде, не прикрепляясь к грунту. Однако при высыхании водоема риччия способна образовывать ризоиды. С помощью них она прикрепляется к поверхности почвы и поглощает воду и питательные вещества.

Листостебельные мхи имеют стебель и листья, за что и получили такое название. Познакомимся с листостебельными мхами на примере некоторых представителей.

Распространен в наших лесах и болотах мох, получивший название кукушкин лен. Растет он очень густо, иногда расстилается сплошным ковром.

Рассмотрим одно растение листостебельного мха. Невысокий стебель усажен темно-зелеными листочками. Корней у кукушкина льна нет. Вместо них на подземной части стебля отрастают корневидные нити – ризоиды.

Мох питается так же, как и другие растения. Из почвы он получает воду и питательные вещества. Из воздуха поглощает углекислый газ и производит органическое вещество.

Познакомимся с развитием листостебельного мха.

У кукушкина льна можно выделить растения двух родов – мужские и женские. Мужские растения отличаются красновато-буроватыми верхушками, на которых расположены органы размножения в виде мешочков. В них развиваются мужские клетки – сперматозоиды.

У женских растений органы размножения образуются также на верхушке стебля, но имеют форму бутылочек. В них развиваются женские половые клетки – яйцеклетки.

Во время дождя сперматозоиды с каплями воды попадают на верхушку женских растений. Передвигаясь с помощью жгутиков в воде, живчики проникают к яйцеклетке, и один из них сливается с ней. Происходит оплодотворение. Несмотря на то, что кукушкин лен считается наземным растением, его оплодотворение осуществляется только при наличии воды.

Рассмотрим цикл развития листостебельного мха на рисунке.

На женском растении из оплодотворенной яйцеклетки формируется расположенная на длинной ножке коробочка со спорами. Она закрыта крышечкой и снаружи прикрыта беловатым колпачком.

Когда споры созреют, колпачок с коробочки опадает, крышечка отваливается. Ветер раскачивает коробочку, и из нее высыпаются зеленоватые споры.

Попадая на влажную землю, споры прорастают. Из каждой споры образуется тонкая зеленая нить, похожая на нитевидную водоросль. Это – предросток мха. Из почек на предростке развиваются листостебельные растения мха.

Мхи очень неприхотливые растения. Они выдерживают большие морозы и сильное нагревание, хотя в это время они останавливаются в росте, но остаются живыми. Когда приходит тепло и появляется достаток влаги, они быстро оживают. Часто они сплошным ковром покрывают почву, вытесняя другие растения. В результате мох губит целые леса, формируя на их месте болота.

Именно на болотах можно встретить еще одного представителя листостебельных мхов – сфагнум.

У сфагнума лишь некоторые клетки листьев и стебля живые, то есть содержат хлорофилл. Остальные же клетки мёртвые, то есть пустые и с отверстиями. В сухой период эти клетки наполнены воздухом, а во время дождя они впитывают громадные количества воды – в 20-30 раз больше своего веса. Поэтому, поселившись где-либо в лесу или на лугу, он задерживает дождевую воду и делает это место сырым и заболоченным.

Ризоидов сфагнум не имеет. На верхушке стебля и на ветках у него образуются темно-красные коробочки, в которых созревают споры. Ими мох и размножается. Развитие сфагнума схоже с кукушкиным льном.

Значение мхов в природе также велико, как и других растений. Они способствуют закреплению верхнего слоя почвы, препятствуя ее эрозии. К примеру, значение печеночных мхов, заключается в том, что они могут поселяться там, где не растут другие растения. Мхи служат домом и пищей для почвенных беспозвоночных и грибов, без которых невозможен круговорот веществ. В сухих местообитаниях они в своем теле задерживают влагу, что способствует равномерному увлажнению почвы.

Немаловажным считается значение мхов и в жизни человека.Очень много в России болот, на которых образуется торф, широко используемый в хозяйстве.

Как же образуется торф?Значение мхов при формировании торфа велико, именно они разрастаются по берегам, а затем и по поверхности водоема, покрывая его сплошным ковром. Стебли мхов растут верхушкой, в нижней части они отмирают. Отмершие части мхов падают на дно и в течение сотен и тысяч лет заполняют весь водоем. В воде при отсутствии воздуха остатки мхов и других болотных растений не сгнивают, а превращаются в торф.

Торф используется для подстилки скоту и как удобрение на полях, в оранжерейном хозяйстве для выращивания растений применяются торфяные стаканчики. Из него получают древесный спирт, пластмассы.

Плауны

Более высокого развития, в сравнении со мхами, достигли папоротники, хвощи и плауны.

Такие растения как плаун можно увидеть в хвойном лесу. Строение плаунов чем-то напоминает мохообразных. Для них характерны длинные ползучие стебли, густо покрытые мелкими светло-зелеными листочками. Отличительным признаком плаунов является наличие корневища с придаточными корнями. Некоторые вертикальные веточки на своих верхушках несут колоски, в которых созревают светло-желтые споры.

Размножение плаунов происходит наподобие мхов, то есть спорами. Они разбрасываются ветром, из них формируются молодые растения. В настоящее время ученые установили, что заросток плауна растет около 200 лет. Поэтому они считаются редкими растениями и подлежат строжайшей охране.

Наиболее часто встречающимся представителем этих растений считается плаун булавовидный.

Раньше споры плауна широко использовались в медицине, для пересыпания таблеток, так как вакуумных упаковок не было. Со временем значение плаунов не уменьшилось. Теперь его споры используют при изготовлении детских присыпок, различных мазей. Его стебли используют при различных заболеваниях выделительной системы, органов дыхания.

Основной характеристикой плаунов является то, что он зеленый круглый год. Поэтому его широко используют для озеленения, а также для изготовления многочисленных гирлянд.

Хвощи

Хвощи и плауны – схожие растения. Хвощи также встречаются в сырых лесах, на болотах, на влажных полях и лугах.

Внешнее строение хвоща имеет некоторые отличия от плауна. Познакомимся с этими растениями на примере хвоща полевого, который встречается повсеместно на территории России.

В почве у хвоща имеется ветвистое корневище, от которого отходят придаточные корни. При характеристике хвоща следует отметить наличие двух типов побегов: весеннего и летнего.

Ранней весной из почек на корневище развиваются бледно-желтые побеги.

В них нет хлорофилла, и питаются они готовыми органическими веществами, отложенными в корневище. Это весенние побеги, на верхушках которых находятся колоски со спорами. После рассеивания спор весенние побеги отмирают.

Весенние побеги хвоща

На смену им от того же корневища отрастают зеленые летние побеги. В них имеется хлорофилл, и образуются органические вещества, которые откладываются про запас в корневище. Осенью летние побеги отмирают. Зимует у хвоща только корневище.

Летний побег хвоща

Очень интересным свойством летних побегов хвощей является наличие кремнезема в клетках. Это вещество придает им жесткость и является средством защиты от поедания животными. Для некоторых видов организмов он является ядовитым, например, для лошадей.

Значение хвощей в жизни человека велико. Его побеги используют как лекарственное сырье, а также при изготовлении средств по уходу за волосами. А вот для огородников хвощ – злейший враг. Он считается трудноискоренимым сорняком. Однако поселяется он только на кислых почвах, бедных питательными веществами. Для изгнания хвоща с огорода требуется проводить известкование почвы, то есть вносить известь.

Папоротники

Папоротникообразные довольно крупные растения. Наиболее распространен мужской папоротник. По внешнему виду папоротник отличается от хвощей и плаунов. Однако у него также есть корневище, от которого отходит короткий стебель и крупные зеленые листья.

Осенью они желтеют и отмирают, а весной от перезимовавшего корневища отрастают новые листья. Книзу от корневища отходят многочисленные придаточные корни. Ими папоротник добывает воду из почвы.

По своему внешнему виду папоротник похож на цветковое растение. Есть даже легенда, что можно увидеть цветущий папоротник в одну летнюю ночь и его цветок обладает волшебным свойством открывать клады. В действительности же папоротник никогда не цветет и не образует ни плодов, ни семян.

Размножение папоротников происходит спорами. Познакомимся с развитием этих растений на схеме.

Созревают споры во второй половине лета на нижней поверхности листьев, в маленьких коробочках. Снизу они прикрыты коричневыми покрывальцами. Созревшие темно-коричневые споры выпадают из раскрывшихся коробочек и разносятся ветром.

На влажной почве спора прорастает и образует маленькую зеленую пластинку сердцевидной формы. Она раза в два меньше монеты. Это заросток папоротника. Одной стороной он прилегает к почве и укрепляется в ней ризоидами.

На нижней, прилегающей к почве поверхности заростка находятся органы размножения. В мужских органах формируются сперматозоиды, а в женских – яйцеклетки. После дождя, когда под заростком задерживается вода, сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и сливаются с ними. Происходит оплодотворение. Следует отметить, что оно также происходит в воде, что сближает папоротники со мхами, хвощами и плаунами. Из зиготы формируется заросток, на котором появляется молодое растение.

Папоротники имеют огромное значение. К примеру, из молодых побегов готовят различные блюда. Из них изготавливают лекарства, которые используются в борьбе с червями, паразитами человека.

Древние папоротники, хвощи и плауны дали материал, из которого образовался каменный уголь. В далеком прошлом они представляли собой гигантов, достигавших высоты 30-40м и толщины 2м.

Отмиравшие деревья падали и погружались в воду. Они скапливались под водой в огромных количествах. Их засыпало илом, глиной, песком, которые приносились реками. В течение многих миллионов лет эти остатки древних растений превращались в каменный уголь, который в настоящее время широко используется людьми.

Примерно 1,5 миллиарда лет тому назад одноклеточные организмы достигли высшей стадии своего количественного и качественного развития. Согласно закону перехода количества в качество, количество одноклеточных организмов не могло расти до фантастической бесконечности без изменения основного структурного качества, то есть без перехода одноклеточных организмов в многоклеточные.

Тогда началась качественно новая фаза биологической эволюции: преобразование одноклеточных организмов в многоклеточные.

Если в наше время идеальная программа, закодированная в солнечных лучах на фотонном уровне, преобразует вещественные семена овощей, брошенных в плодородную почву, в огурцы, помидоры или арбуз, то в ту отдаленную эпоху биологической эволюции та же идеальная программа, закодированная в солнечных лучах на фотонном уровне, преобразовала одноклеточные организмы в многоклеточные организмы икры, яйца или живого существа – в зависимости от внешней среды и генетического кода, заложенного в одноклеточном организме.

Растения и животные возникли от разных групп одноклеточных организмов. Они отличаются прежде всего по способу питания: растения сами производят свою пищу, а животные отбирают ее извне.

Растения насчитывают в настоящее время более 500 тысяч видов, а животные – свыше 2 миллионов видов.

Примерно миллиард лет тому назад возникли многоклеточные водоросли, которых ныне насчитывается около 6000 видов.

Примерно 400 миллионов лет тому назад появились растения на суше.

Согласно современным научным данным, бактерии и простейшие водоросли появились 4,6 млрд, лет тому назад, простейшие морские беспозвоночные, такие, как губка и медуза, появились 500 миллионов лет назад, первые птицы – 200 миллионов лет назад, копытные и хищные животные – 70 миллионов лет назад, а человек – всего лишь – 60 тысяч лет тому назад (см. любой учебник по биологии).

Одноклеточные предки растений и животных мало отличались друг от друга только лишь по внешней форме. Однако по своему назначению, внутреннему содержанию и по генетической программе они могли резко отличаться друг от друга.

Поэтому на пятом этапе биологической эволюции одни из них превратились в первичные многоклеточные арбузы, другие – в первичные многоклеточные помидоры, третьи – в первичные многоклеточные сливы и т.д. Такие первичные растения становились регулярными, когда они размножались либо с помощью вещественных семян, либо при помощи деления.

Однако, из одноклеточных предков помидор ни в коем случае не может образоваться современный многоклеточный арбуз. И наоборот, из одноклеточных предков арбуза ни в коем случае не может образоваться современный многоклеточный помидор. У каждого многоклеточного вида растений был свой, отличный от других, одноклеточный предок.

Период образования первичных многоклеточных растительных организмов из одноклеточных мы называем пятым этапом биологической эволюции.

Код ЕГЭ: 3.1. Разнообразие организмов: одноклеточные и многоклеточные;
автотрофы, гетеротрофы, аэробы, анаэробы

Общая характеристика одноклеточных

К одноклеточным эукариотам относится множество очень отличающихся друг от друга организмов, которых объединяет один признак — их единственная клетка является в то же время и целым организмом. Хотя в целом они устроены как типичная эукариотическая клетка, однако зачастую могут иметь дополнительные органеллы.

СТРОЕНИЕ. Поверхностный аппарат клетки, отделяющий организм одноклеточного от окружающей среды, зачастую устроен очень сложно. Как и у других клеток, его главная часть — плазмалемма. Надмембранный аппарат может быть представлен гликокаликсом, клеточными стенками различного химического состава, различными чешуйками и домиками (например, как у диатомовых водорослей). Подмембранный комплекс включает различные элементы цитоскелета, именно с ним связано передвижение одноклеточных эукариот. В состав подмембранного комплекса входят основания ресничек и жгутиков, с помощью трансформации элементов цитоскелета происходит движение псевдоподий (ложноножек). С цитоскелетом подмембранного комплекса связаны особые органеллы, которые характерны только для одноклеточных, — экструсомы. Это окружённые мембраной органеллы, которые служат для нападения и защиты.

Ядро у одноклеточных эукариот имеет типичное строение, но у некоторых организмов на протяжении всей жизни или на определённых этапах жизненного цикла в клетке содержится несколько (иногда до сотни) ядер. У инфузорий имеются ядра двух типов: небольшой микронуклеус (генеративное ядро), хранящий генетическую информацию и участвующий в половом процессе, и макронуклеус (вегетативное ядро) — крупное ядро, отвечающее за все процессы жизнедеятельности.

В цитоплазме некоторых одноклеточных эукариот (преимущественно пресноводных) имеются сократительные вакуоли, служащие для осморегуляции. Это одномембранные органеллы, снабжённые выводным каналом, выходящим на поверхность клетки. У инфузорий в состав сократительной вакуоли входит центральный резервуар и радиально расходящиеся канальцы. В сократительную вакуоль поступает жидкость, которая при периодическом сокращении вакуоли выводится наружу.

ПИТАНИЕ. По типу питания среди одноклеточных эукариот имеются как автотрофы, так и гетеротрофы. У автотрофов имеются хлоропласты различной формы (например, чашевидные, лентообразные). Кроме хлорофилла, хлоропласты могут содержать другие пигменты, служащие для лучшего улавливания солнечного света. Гетеротрофные организмы питаются различными органическими частицами или небольшими организмами (бактериями, другими одноклеточными и т. д.). Частицы захватываются при помощи ложноножек в ходе заглатывания частиц (фагоцитоза) или капель (пиноцитоза). У некоторых одноклеточных эукариот имеется особый участок клетки — клеточный рот (цитостом), в котором происходит захват пищевых частиц. Переваривание осуществляется в содержащих пищеварительные ферменты пищеварительных вакуолях (лизосомах).

Тип питания некоторых организмов зависит от образа жизни и среды обитания. Так, эвглена на свету питается автотрофно, производя органические вещества в ходе фотосинтеза, а в темноте переходит к гетеротрофному питанию, поглощая растворённые в воде питательные вещества.

СРЕДА ОБИТАНИЯ. Одноклеточные эукариоты обитают практически повсеместно, уступая в этом отношении только бактериям. Они распространены в пресных и солёных водоёмах, в почве, иногда живут на суше, хотя обычно для них необходима капельная влага. Также часто протисты (другое название одноклеточных эукариот) населяют другие организмы.

Жизнь почвенных одноклеточных обычно имеет две стадии: активную (во время которой происходит питание, рост и размножение) и период покоя. Период покоя наступает вследствие различных причин: недостатка питательных веществ или кислорода, слишком высокой плотности популяции, сухости, накопления различных химических веществ, низкой температуры и др. Хотя существует мнение, что для некоторых видов стадия покоя в жизненном цикле является обязательной. Почвенные одноклеточные принимают участие в почвообразовании и повышают плодородие почв.

В теле многих губок, коралловых полипов, некоторых плоских червей и моллюсков могут обитать водоросли, дающие своим хозяевам кислород и питательные вещества и получающие от них убежище. Такая группа организмов, как лишайники, представляет собой сожительство гриба и водоросли. Обитая в кишечнике различных организмов (термитов и жвачных парнокопытных), они помогают хозяину переваривать пищу.

При паразитизме хозяину наносится вред. Паразитизм среди одноклеточных эукариот распространён довольно широко: они могут вызывать множество заболеваний животных и растений.

Колониальные организмы

Одноклеточные организмы могут объединяться в некое подобие многоклеточного организма, т. е. образовывать колонии. Отдельные особи в колонии могут быть неотличимы друг от друга (некоторые виды зелёных водорослей или инфузорий) или иметь достаточно сильные отличия и даже выполнять различные функции. Колонии образуются в результате бесполого размножения: при делении дочерняя клетка не отделяется от материнской, а остаётся связанной с ней.

Наиболее сложно устроены колонии вольвокса — представителя зелёных водорослей. Это полые шары величиной до 2 мм, они могут включать до 60 тыс. отдельных клеток. По краям колонии находятся двужгутиковые клетки, обеспечивающие передвижение. Кроме них имеются более крупные неподвижные репродуктивные клетки, которые, размножаясь, дают новые колонии. Дочерние колонии развиваются внутри материнской, а затем выходят из неё.

Полагают, что колониальные организмы являются связующим звеном между одноклеточными и многоклеточными организмами, и возникновение многоклеточности происходило через колониальность, причём в разных группах организмов неоднократно.

Общая характеристика многоклеточных организмов

Тело многоклеточных организмов во взрослом состоянии состоит из множества клеток и их производных (межклеточное вещество). Их клетки различаются по строению и выполняемым функциям, т. е. проявляется дифференциация клеток. Клетки, сходные по строению и происхождению, объединяются в ткани.

Грибы, однако, не имеют настоящих тканей, поэтому некоторыми учёными они не включаются в состав многоклеточных организмов. Из различных тканей образуются органы, которые у многоклеточных животных объединяются в системы органов, выполняющие определённую функцию (дыхание, выделение, пищеварение и т. д.).

Для многоклеточных организмов характерен сложный процесс индивидуального развития (онтогенез). Он начинается в большинстве случаев (за исключением вегетативного размножения) с деления одной клетки — зиготы (оплодотворённой яйцеклетки) — или споры.

Многоклеточность возникала в ходе эволюции неоднократно, она развивалась параллельно у разных групп организмов. Существует несколько гипотез возникновения многоклеточного организма, но все они сходятся в том, что многоклеточность возникла из колониальности.

Многоклеточные организмы могут образовывать колонии, которые образуются в результате вегетативного (бесполого) размножения, когда дочерняя особь остаётся связанной с материнской. Особи в колонии могут быть связаны в разной степени, зачастую их объединяет общее пищеварение. Между отдельными организмами колонии может происходить разделение функций.

Автотрофы, гетеротрофы

По типам питания все живые организмы подразделяются на две группы:

Автотрофные. К ним относятся фототрофы – зеленые растения, и хемотрофы – некоторые протисты, грибы и бактерии. Это организмы, являющиеся продуцентами, производящие органические вещества из неорганических. Они располагаются схематично на первой ступени экологической пирамиды.
Гетеротрофные. Это – организмы, питающиеся органическими веществами, произведенными другими их видами. В экологической пирамиде занимаются все уровни, кроме нижнего, на котором расположены автотрофы. В свою очередь гетеротрофные организмы разделяются на консументов – потребителей и редуцентов, разлагающих органику до простых органических и неорганических веществ. При этом, растительноядные животные являются гетеротрофами первого уровня, хищники, поедающие растительноядных – гетеротрофами второго уровня, хищники питающиеся хищниками – третьего и так далее.

Аэробы, анаэробы

По отношению к кислороду живые организмы делятся на четыре большие группы:

Облигатные аэробы – тех, кто не может жить без кислорода, так как невозможными становятся процессы клеточного дыхания. К ним относятся большинство животных и зеленые растения.
Микроаэрофилы – это некоторые виды бактерий, которым для жизнедеятельности необходимо небольшое количество кислорода – около 2 %.
Факультативные анаэробы – живые организмы, которые могут обходиться без кислорода, но способны переключиться на кислородное дыхание. Это маслянокислые и молочнокислые бактерии, дрожжи.
Облигатные анаэробы – эти организмы гибнут в кислородной среде. К ним относятся хемосинтезирующие бактерии и археи.

Анаэробные бактерии играют важную роль в круговороте вещества, делая его доступным для других участников экологических систем. Биологически же, анаэробный способ получения энергии намного менее эффективен, чем кислородное дыхание. Так, например, при дыхании образуется из одной молекулы глюкозы 38 молекул АТФ, а при бескислородном ее сбраживании – 2 молекулы.

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

Водоросли размножаются тремя способами:

вегетативно: кусочками слоевища;
бесполым способом с помощью спор;
половым процессом при слиянии гамет и коньюгации.

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:

одноклеточные водоросли используют фагоцитоз, окутывая поверхностью тела и переваривая пищевую частицу;
многоклеточные всасывают питательные вещества всей поверхностью слоевища.

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

Удивительные низшие растения, которые представляют собой симбиоз между автотрофной водорослью и гетеротрофным грибом. Одноклеточные водоросли в процессе фотосинтеза образуют органические вещества, а грибы снабжают организм растворенными минеральными солями. Так два разных организма помогают друг другу выжить.

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.

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

листоватые состоят из слоевища и похожи на пластинки, которые крепятся к субстрату с помощью пучков гиф;
накипные (80%) образуют на поверхности похожий на корочку таллом, который прочно срастается с местом прикрепления;
кустистые образуют кустики из тонких, перевитых нитей или стволиков.

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.

На заметку: Систематики до сих пор спорят о месте лишайников в системе органического мира. Одни утверждают, что это единый организм и относят их к самостоятельному таксону. По мнению других – это особая биологическая группа, где водоросли ведут себя как автотрофы, а грибы, как типичные гетеротрофы, не способные жить самостоятельно.

Подцарство Высших растений

Отдел Мохообразные

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

отсутствуют органы и ткани;
нет корней и проводящих пучков;
к земле крепятся с помощью ризоидов, которые поглощают воду из почвы;
образуют слоевище, иногда дифференцированное на стебель и листья;
преобладает половое размножение, для которого нужна водная среда;
при бесполом размножении развивается спорофит – коробочка со спорами.

Мохообразные делятся на классы:

печеночные мхи или печеночники (маршанция);
антоцеротовые (дендроцероз);
листостебельные мхи (кукушкин лен, сфагнум).

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

Рис. 1. Схема жизненненного цикла мха

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.

стебли ползучие, полегающие или свисающие;
чешуйчатые или игольчатые листья;
короткие корешки;
размножение при помощи спор при образовании спороносных колосков;
вегетативное размножение почками и побегами.

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:

жестким стеблем;
зелеными и бурыми побегами;
развитыми горизонтальными или вертикальными корневищами;
формированием клубеньков на корнях с запасом крахмала;
разделением стебля на узлы и междоузлия;
наличием кремнезема в стенках клеток, который выполняет защитную и укрепляющую функции;
размножением спорами в капельно-жидкой среде.

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.

Основные черты развития:

в качестве листа образуются перисто-рассеченные вайи;
побег видоизменен в корневище;
наличие корней;
образование проводящих тканей;
преобладает спорофит;
оплодотворение происходит в капельно-жидкой среде.

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:

древесные или кустарниковые вечнозеленые растения;
имеют настоящие семена, лишенные околоплодника, защищены чешуями шишек (стробилами);
растения однодомные: содержат семенные и пыльниковые шишки;
развиты разные ткани: основные, сосудистые, механические;
игольчатые листья (хвоинки) покрыты слоем толстой кутикулы;
старые листья заменяются на новые без листопада;
крупный стержневой корень с боковыми корешками, которые часто образуют микоризу.

Представители Голосеменных:

сосна обыкновенная;
пихта сибирская;
сосна кедровая;
ель;
лиственница;
можжевельник.

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.

Пихта белая. A — ветвь с мужскими шишками, женскими шишками и осью шишки; B — ветвь со зрелой шишкой; 1 и 2 — лист с обеих сторон; 3 — лист в поперечном разрезе; 4 — мужская шишка; 5 и 6 — пыльцевые мешки, закрытые и открытые; 7 — пыльца; 8, 9, 10 — кроющая чешуя с разных сторон; 11 и 12 — семенная чешуя с кроющей чешуёй и семенами; 13 и 14 — семя с крылом, показанное с разных сторон; 15 и 16 — то же в разрезе, с разных сторон.

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:

Устройство стебля (ствола) у голосеменных сложное. Ствол образован:

Корой, которая защищает внутренние ткани.
Древесиной, заполняющей внутреннее содержимое.
Древесина на 90 % состоит из проводящей ткани (трахеиды) или лишь незначительный процент приходится на паренхиму.
На концах трахеид расположены поры, через которые происходит фильтрация жидкости.
Кора и древесина пронизана смоляными ходами, содержащими эфирные масла и смолу.
Сердцевина развита слабо.
На срезе ствола видны кольца прироста, связанные с активностью камбия - ткани, дающей не одинаковый прирост в толщину в разные сезоны.

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

Покрытосеменные обладают особой организацией:

наличие цветка, как органа полового и бесполого размножения;
образование завязи, заключенной в семяпочке, которая предохраняет от неблагоприятных факторов внешней среды;
характерно двойное оплодотворение, при котором образуется триплоидный эндосперм;
наличие запасающей ткани;
редуцированный гаметофит образует 2 спермия;
женский гаметофит образован 8 клетками зародышевого мешка;
развитая дифференциация вегетативных органов и тканей.

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:

зародыш образован двумя семядолями;
стержневой корневой системой;
стебель растет в толщину благодаря камбию;
листья с сетчатым жилкованием;
цветки имеют двойной околоцветник;
у цветка количество лепестков кратно четному и нечетному числу;
жизненные формы – травы, деревья, кустарники.

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

Класс однодольные растения

Характеризуется следующими чертами:

зародыш состоит из одной семядоли;
корневая система имеет мочковатое строение;
для стебля не характерен рост в толщину;
лист простой с параллельным или дуговым жилкованием;
простой околоцветник;
число лепестков нечетное;
жизненные формы – травы и деревья (бамбук, пальма)

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:

накопление органической массы;
накопление энергии;
обеспечение постоянства содержания углекислого газа в атмосфере;
накопление кислорода в атмосфере;
создание почвы на Земле;
фотосинтез.

Растения служат человеку в качестве:

источника пищи;
кормовой базы для животных;
производных для фармакологической промышленности (медпрепараты);
производных для химической промышленности (красители, химические соединения);
источника древесины – сырья для химической промышленности;
источника тканей – сырья для текстильной промышленности.

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.

Читайте также: