на тему: "Нижчі і вищі рослини: водорості, мохоподібні та папортнікообразние"
- Нижчі і вищі рослини
- систематика рослин
- Водорості: їх екологія та значення
- мохоподібні
- папоротеподібні
- Рослина - цілісний організм
Рослини ділять на дві групи, або два подцарства: нижчі рослини і вищі. Нижчими називають такі рослини, вегетативне тіло яких не розчленовано на органи, а вищими - рослини зі спеціалізованими вегетативними органами, що складаються з різних тканин.
Розібратися в біорізноманіття дозволяє наука систематика. Існує систематика рослин, тварин, грибів, бактерій.
Назва виду складається зазвичай з двох слів, причому перше слово позначає рід, а друге - власне вид (наприклад, береза бородавчаста, жовтець їдкий, смородина чорна, виняток - осика, помідор, картопля).
У наукових книгах назви обов'язково пишуться і на латинській мові (що зрозуміло вченим усього світу).
У культурних рослин, в межах одного виду, часто існує безліч сортів. У домашній яблуні, наприклад, їх кілька тисяч. Сорт - результат діяльності людини. Сорти на відміну від видів можуть схрещуватися один з одним.
Водорості: їх екологія та значення
Загальні особливості водоростей. Водорості від інших рослинних організмів відрізняються наступними ознаками:
Водорості, або нижчі рослини
Живуть головним чином в воді.
Не мають вегетативних органів.
Органи розмноження одноклітинні.
Живуть на суші (проживання в воді вдруге).
Мають вегетативні органи.
Органи розмноження багатоклітинні.
Листя завжди зелені.
Водорості можуть бути одноклітинні і багатоклітинні, іноді великих розмірів, до декількох десятків метрів. Вони фотосинтезируют і мають хлорофіл, але нерідко і інші пігменти. Забарвлення водоростей може бути зелена, жовтувата, бура, червона. Клітка водоростей має ті ж частини, що і у вищих рослин. Їх фотосинтезирующие пластиди, від яких залежить забарвлення, називають хроматофора-ми. Розмножуються водорості вегетативним, безстатевим і статевим шляхом.
Зелені водорості, що мешкають в прісних водоймах. Більшість зелених водоростей живе в прісних водоймах, в морях їх порівняно небагато. Існують одноклітинні і багатоклітинні водорості.
Хламид про, монада і хлорелла. Дрібні одноклітинні водорості. Їх можна розглянути тільки за допомогою мікроскопа. Вони мають оболонку, ядро, цитоплазму, чашоподібний хроматофор. Але відрізняються істотними ознаками.
Активно пересувається за допомогою джгутиків.
Є червоний світлочутливий око.
Є пульсуючі вакуолі.
Безстатеве розмноження за допомогою рухливих спор з джгутиками - зооспор.
Статевий процес протікає за допомогою двужгутіковие гамет.
Мешкає в дрібних прісних водоймах.
Червоний світлочутливий око відсутня.
Пульсуючі вакуолі відсутні.
Безстатеве розмноження за допомогою нерухомих спор.
Статевий процес відсутній.
Мешкає в основному на сирому грунті і стовбурах дерев.
Спірогіра. Звичайнісінька нитчатая зелена водорість. Утворює основну масу слизькій зеленої твані в ставках. Клітка має наступні частини: оболонку, покриту слизом; велике ядро з ядерцем (добре помітне під мікроскопом); цитоплазму; хроматофор у вигляді однієї або декількох стрічок, розташованих по спіралі; вакуоль, що займає більшу частину клітини.
Вегетативне розмноження в спірогіри відбувається простим розривом ниток. Спори безстатевого розмноження відсутні. Статевий процес - кон'югація, тобто злиття звичайних вегетативних клітин, а не особливих гамет. Етапи кон'югації:
1 дві нитки розташовуються паралельно;
2 протилежні клітини дають вирости назустріч один одному, так що утворюється подобу сходів;
3 оболонки на кінцях відростків розчиняються;
4 вміст однієї з клітин перетікає в клітку навпроти і зливається з її вмістом, в результаті чого утворюється зигота.
Кладофора являє собою не слизові на дотик розгалужені нитки, прикріплені до субстрату. Хроматофор - у вигляді сіточки. Кожна клітина має багато ядер (це зустрічається іноді у водоростей, але ніколи - у вищих рослин). Безстатеве і статеве розмноження відбувається приблизно як у хламідомонади.
Таким чином, ознаки чотирьох пологів зелених водоростей такі:
Морські водорості. Одні морські водорості мікроскопічні, часто одноклітинні. Багато їх мешкає в поверхневих шарах води і складають частину планктону. Інші живуть на дні, головним чином на каменях і підводних скелях, на порівняно невеликих глибинах (150 - 200 м), тобто в основному в прибережній смузі.
Водоростям необхідний світло, тому на дуже великих глибинах вони існувати не можуть. Їх мало і там, де вода бідна живильними речовинами. Основну масу донних водоростей становлять бурі і червоні водорості. Форма цих водоростей дуже різноманітна: у вигляді кущиків, пластиночек, шнурів. Бурі водорості пофарбовані в бурий, коричневий або майже чорний кольори; червоні - в рожевий, яскраво - або темно-червоний. Бурі водорості досягають найбільших серед морських водоростей розмірів. До них відноситься, зокрема, ламінарія, або морська капуста.
Тіло ламінарії (слань) нагадує довгий досить вузький лист на черешку. До дна вона прикріплюється виростами - ризоидами. Як і у інших водоростей, Ризоїди служать лише для прикріплення: вода всмоктується всією поверхнею. Ламінарія досягає декількох метрів у довжину. Внутрішня будова її досить складне. У неї є навіть сітовідние клітини, що нагадують сітовідние трубки вищих рослин. Але судини відсутні, оскільки у водоростей в них немає і потреби. У ламінарії утворюються зооспори, з яких виростають мікроскопічні заростки зі статевими органами. Так що цикл розвитку ламінарії дещо нагадує папороті.
У прибережній зоні наших північних морів живе фукус, також бура водорість. Слоевище фукуса сильно розсічене на ремневідниє частки. Воно набагато дрібніше, ніж у ламінарії (до 50 см завдовжки). Статеві органи утворюються в спеціальних умістищах. Суперечка безстатевого розмноження немає. Значення морських водоростей в основному полягає в наступному:
планктонні водорості відіграють велику роль в харчуванні морських тварин;
зарості донних водоростей дають притулок рибам та іншим тваринам;
ламінарію і інші водорості використовує в їжу людина;
з бурих і червоних водоростей отримують йод і агар-агар;
хлорелла використовується в космонавтиці для відновлення нормального складу повітря.
Загальні ознаки. Мохоподібні - рослини, часто дуже маленькі, порівняно простого будови. На відміну від водоростей у них, як правило, є листя і стебла. Коріння завжди відсутні; є тільки Ризоїди. Статеві органи і спорангії багатоклітинні. Цикл розвитку абсолютно особливий - коробочки з спорангіями розвиваються із зиготи безпосередньо на рослині.
Будова мохоподібних. Зелені, або брієва, мохи. Останній епітет вдаліше, оскільки всі мохоподібні - зелені рослини.
Серед брієва мохів один з найбільших представників - зозулин льон. Його стебла досягають довжини 20 см (для мохів це дуже багато). Стебло неветвящійся, густо вкритий вузькими листям, кілька нагадуючи справжній льон (звідси і назва). Замість коренів - просто влаштовані Ризоїди, що відходять від нижньої частини стебла. Вони служать як для прикріплення, так і для всмоктування води (на відміну від водоростей). У порівнянні з водоростями брієва мохи відрізняються і складною внутрішньою будовою. Наприклад, у Кукушкіна льону є подобу епідермісу і провідної тканини.
Кукушкін льон - дводомна рослина: чоловічі і жіночі статеві органи перебувають на різних примірниках, поблизу верхівки. Чоловічі статеві органи - антеридии представляють собою мішечки, в них утворюються сперматозоїди. Жіночі статеві органи - архегоний схожі на колбочки з довгими шийками. Їх стінка складається з одного шару клітин; в розширеній частині колбочки знаходиться яйцеклітина. Для запліднення необхідні дощ або роса. Тоді сперматозоїди можуть потрапити на архегоний і проникнути через шийку до яйцеклітини. З зиготи утворюється коробочка на довгій ніжці. Коробочка має кришечку і покрита зверху ковпачком. Всередині знаходиться спорангий у вигляді муфти. У спорангії утворюються спори, які після дозрівання випадають з коробочки. Для цього повинна відпасти кришечка і зруйнуватися стінка спорангия. Ясно, що чим довше ніжка, тим далі можуть розсипатися суперечки. Спора проростає, утворюючи тонку зелену нитку. На нитки з'являються бруньки, з яких виростають пагони моху.
Брієва мохи дуже поширені в природі. Їх можна знайти на болотах, луках, пустелях. Особливо багато їх в тінистих лісах. Не всі вони схожі на зозулин льон. У багатьох стебла сильно гілкуються, часто вони стеляться. Чимало мохів, у яких стебла не перевищують 2-3 см. Різні форми можуть бути і коробочки. Але життєвий цикл у всіх однаковий.
Торф'яні, або сфагнові, мохи. Торф'яні мохи ростуть на торф'яних болотах, разом з журавлиною, чорницею і багном. Лише дуже небагато рослин уживаються з торф'яними мохами. Вони завжди виникають в масі, утворюючи суцільний килим. Стебло сфагнових мохів галузиться, утворюючи гілочки трьох типів: одні відходять в сторони, інші звисають, прилягаючи до стебла, треті утворюють подобу головки на верхівці. Листя дуже дрібні (ледь видно неозброєним оком) і складаються з одного шару клітин. Клітини зустрічаються двох типів: великі водоносні, прозорі, зі спіральними потовщеннями стінок і вузькі хлорофіллоноснимі, зелені. Кожна водоносна клітина оточена декількома хлорофіл оноснимі клітинами. Водоносні клітини можуть дуже швидко вбирати величезну кількість води (в 25 разів більше сухого ваги) і настільки ж швидко її втрачати. Завдяки такій особливості у сфагнуму немає не тільки коріння, але і ризоидов (вони йому не потрібні). Розмножуються сфагнові мохи так само, як і брієва.
Рослини сфагнуму наростають зверху і відмирають знизу. Відмирають нижні частини разом з іншими рослинами перетворюються в торф. Останній утворюється при неповному розкладанні частин рослин (не вистачає кисню). Торф - цінне паливо. Однак у багатьох випадках осушення боліт небажано. По-перше, можуть виникнути зміни клімату; по-друге, на сфагнових болотах часто зустрічаються рідкісні рослини. Цілий ряд сфагнових боліт отримав зараз статус пам'яток природи.
Загальні ознаки. Папоротеподібні мають коріння і пагони (стебла з листям). Розмножуються вони спорами. Статеві органи утворюються на особливих дрібних рослинки - заростках.
Будова папоротей. Папороті широко поширені. У них великі, сильно розсічені листя, що відходять від кореневища. На кореневищі утворюються і додаткові корені. Черешки покриті бурими лусочками. Верхівка молодого листя згорнута в равлика. У процесі росту равлик розкручується, і лист зростає верхівкою, як втеча. За цю особливість листя папороті називають іноді плосковеткамі.
Розмноження папоротей. На нижньому боці аркуша (але не кожного) утворюються спорангії, розташовані купками і часто прикриті покривальце або краєм пластинки листа. Окремий спорангий простим оком побачити важко. Його будова ідеально пристосоване для розкидання суперечка. За формою він схожий на двоопуклоюлінзу. Стінки спорангия складаються з одного шару клітин. Всі вони тонкостінні, за винятком клітин, розташованих по гребеню (кільце). У цих клітин потовщені внутрішня і бічні стінки. Важливо, що кільце займає не весь гребінь, а 2/3 його, отже, залишається тонкостінна частина гребеня. При дозріванні спор стінка спорангия розривається, а кільце, подібно пружині, розкидає суперечки. З суперечки виростає крихітне рослинка, у вигляді серцеподібної, притиснутою до землі пластиночки. Це - заросток. У нього є Ризоїди; на нижньому боці утворюються антеридии і архегонії. Запліднення відбувається як і у мохоподібних. З зиготи розвивається зародок, а потім і молода рослина папороті.
Різноманітність папоротей. Папороті - переважно лісові рослини. Особливо багато їх у вологих лісах тропіків. Більшість їх має сильно розсічені листя, часто дуже великих розмірів. Але є чимало папоротей і з цілісним листям. Деякі являють собою ліани з кучерявими стеблами або листям, є що нагадують дерева, зі стволами 10 м і більше заввишки. Особливо багато серед папоротей епіфітів, що поселяються на стовбурах і гілках дерев. У помірних широтах папоротей небагато. Звичайні у нас чоловічий папороть, жіночий папороть (назви сягають глибокої давнини, коли ще було невідомо, як розмножуються папороті), орляк, страусопера і деякі інші.
Хвощі і плавуни. Це також багаторічні трав'янисті спорові рослини.
Їх особливості в порівнянні з папоротями наступні:
Колишній розквіт папоротеподібних. У групі папоротеподібних нараховується 13 000 видів. Приблизно 300 млн років тому на Землі ще не було квіткових рослин. Уже з'явилися голонасінні, але особливо велику роль грали папоротеподібні. Багато з них були справжні дерева, з камбієм, що досягали висоти 40 м, їх стовбури іноді були менше 1 м в діаметрі. Деякі нагадували хвощі, збільшені до гігантських розмірів, інші - плавуни. Трави також були представлені виключно папоротеподібних і мохоподібних. Клімат був теплий і вологий, а освітлення - менш інтенсивне, ніж зараз. Ліси часто були заболочені, гинучи, дерева падали в воду, заносилися мулом. Поступово стовбури спресовуються і без доступу кисню перетворювалися в кам'яне вугілля - прекрасне паливо.
Рослина - цілісний організм
Органи рослини - і вегетативні, і генеративні - знаходяться в складному взаємозв'язку, забезпечуючи життя єдиного організму. Коріння поглинають з ґрунту воду і мінеральні солі, які потрібні для нормального існування всіх живих клітин. У коренях утворюються органічні речовини: амінокислоти, вітаміни, гормони, ферменти та інші сполуки, без яких неможливе життя організму. Деякі з них йдуть на освіту в листі хлорофілу. Без хлорофілу не відбувається процес фотосинтезу. Для фотосинтезу необхідна вода, яка також надходить до зелених клітин листа з коренів.
Велика кількість води випаровується надземними органами, і тим самим рослина оберігає себе від перегріву. Воду до втеч подають коріння.
У свою чергу, в клітинах коренів синтез різноманітних життєво важливих з'єднань можливий при вступі до них органічних речовин з листя. Тільки в клітинах з хлоропластами утворюються органічні речовини з неорганічних - води і вуглекислого газу. Продукти фотосинтезу необхідні коріння для їх росту і розгалуження.
Таким чином, тільки при тісному взаємозв'язку між надземними і підземними вегетативними органами можливе життя організму.
Цвітіння, дозрівання плодів і насіння також неможливо без забезпечення генеративних органів всіма необхідними їм речовинами. Ці речовини їм постачають вегетативні органи.
У свою чергу, генеративні органи впливають на життєдіяльність вегетативних органів. Так, робота коренів залежить не тільки від органів повітряного харчування, листя, але і генеративних органів. У дослідах було показано, що видалення зав'язей з ряду квіток пшениці або затінення класів призводило до помітного зменшення надходження азоту з коренів в надземну частину рослини.
Наведені приклади свідчать про те, що рослинний організм - це єдина і цілісна система. У цій системі функції поділені між окремими органами, але діяльність їх тісно взаємопов'язана.