Какие растения называют высшими? примеры, признаки и характеристика высших растений

Общая характеристика

У высших растений выработалось много различных приспособлений и свойств для жизни в разнообразных условиях суши. Наибольшего развития и приспособленности к наземному образу жизни достигли покрытосеменные.

Признаки, характерные для высших растений:

Основания для разделения растений на высшие и низшие

Все представители растительного мира в зависимости от строения делятся на 2 группы — низшие и высшие.

Основным критерием, по которому растения относят к высшим, является наличие сложной тканевой структуры. Она представлена проводящими и механическими тканями. Также отличительным признаком является наличие трахей, трахеид и ситовидных трубок, которые быстро доставляют питательные вещества от корня к листьям, соцветиям, стеблям.

Низшие в свою очередь имеют примитивное строение, состоят из одной клетки, есть многоклеточные организмы, тело которых называют талломом. Они лишены корней, стеблей, и листьев.

Отсутствие мышечной и нервной тканей

Высшие растения — это группа живых организмов, занимающих особое место в природе. Представители растительного мира способны к фотосинтезу, они преобразуют энергию солнечного света в органические вещества и кислород. Питание они получают из почвы и окружающей их среды, таким образом, им не нужно перемещаться в поисках пищи. Оплодотворение осуществляется с помощью грызунов, насекомых, ветра, поэтому мышечная и нервная ткань у них не развита. В отличие от животных, которые преодолевают огромные расстояния для добычи пищи, и поиска благоприятных мест размножения и выращивания потомства.

Происхождение высших растений

Есть теория, что высшие растения появились от зеленых водорослей или пресноводных. Первыми возникли риниофиты. Когда растения перешли на сушу, они начали стремительно развиваться. Мхи оказались не такими жизнеспособными, так как им необходима вода в виде капель, чтобы они существовали. Из-за этого они появляются в местах, где повышенная влажность.

На сегодняшний день растения распространились по всей территории планеты. Их можно увидеть в пустыне, тропиках и в холодных местностях. Они образуют леса, болота, луга.

Несмотря на то что при размышлениях, какие растения называют высшими, можно назвать тысячи вариантов, но все-таки их можно объединить в некоторые гуппы.

При выяснении, какие растения называют высшими, нельзя забывать о мхах. В природе выделяют около 10 000 их видов. Внешне это мелкое растение, его длина не превышает 5 см.

Мхи играют такую роль в природе:

Вымершие отделы

Первые представители наземной растительности исчезли ещё в среднем девоне. Организм этих растений был довольно примитивен, не отличался сложным строением и походил на водоросли. Привычного разделения на корень, стебель и листья тогда ещё не существовало. Считается, что риниофиты являются общим предком для мхов, хвощей, плаунов и папоротников.

Появление зостерофиллофитов произошло в раннем девоне. Это небольшая группа, представители которой, как и риниофиты, отличались простым строением и жили в воде или на берегу. Они имели прямостоячие, короткие и покрытые толстым защитным слоем стебли с колосовидными спорангиями на верхушке. Процесс фотосинтеза осуществлялся всей поверхностью растения.

Особенности наземных растений

Водоросли, согласно устаревшей классификации, относятся к низшим растениям. Их привычными местами обитания являются океаны, моря и прочие водоёмы. Благодаря особенностям окружающей среды и способу питания эти древнейшие организмы имеют довольно примитивное строение. Тело (слоевище) состоит из однотипных клеток, способных к фотосинтезу, отсутствуют защитные покровы и специфические органы, необходимые для транспортировки питательных веществ.

К главным признакам высших растений (лат. Embryophyta) можно отнести их сложное строение, развившееся в результате эволюции. Чтобы нормально существовать в воздушной среде, потребовалась необходимость в активном теплообмене, а также в защите от высыхания (эпидермис и устьица). Для обеспечения всего организма питательными веществами развилась транспортная система, состоящая из специализированных проводящих тканей.

Основным отличием группы наземных растений от водорослей является их разделение на корень, стебель и лист. Характеристика высших растений:

Жизненный цикл

Для высших растений характерно наличие ясно выраженного чередования двух поколений: полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Спорофит у них постепенно занял доминирующее положение над гаметофитом. Только мохообразные представляют исключение, так как у них большего развития достигает гаметофит, а спорофит, наоборот, значительно редуцирован.

В процессе эволюции половой процесс усложнился, развились многоклеточные половые органы, которые хорошо защищают яйцеклетку от высыхания. Женская гамета — яйцеклетка — неподвижна. Постепенно произошли значительные изменения в строении и физиологии мужских половых клеток.

Подвижные, обладающие жгутиками сперматозоиды превратились у более совершенных типов высших растений (покрытосеменных) в спермии без жгутиков, потерявшие способность к самостоятельному передвижению. И если у более древних наземных представителей (мхов, плаунов, хвощей и папоротников) наблюдается еще зависимость акта оплодотворения от водной среды, то у более организованных типов (большинства голосеменных и всех покрытосеменных) наблюдается уже полная независимость полового размножения от капельно-жидкой воды.

Спорофит — бесполое диплоидное поколение, на котором образуются органы бесполого размножения — спорангии. В них после редукционного деления образуются гаплоидные споры. Из них развивается гаплоидный гаметофит.

Общая характеристика

У высших растений выработалось много различных приспособлений и свойств для жизни в разнообразных условиях суши. Наибольшего развития и приспособленности к наземному образу жизни достигли покрытосеменные.

Признаки, характерные для высших растений:

Основания для разделения растений на высшие и низшие

Все представители растительного мира в зависимости от строения делятся на 2 группы — низшие и высшие.

Основным критерием, по которому растения относят к высшим, является наличие сложной тканевой структуры. Она представлена проводящими и механическими тканями. Также отличительным признаком является наличие трахей, трахеид и ситовидных трубок, которые быстро доставляют питательные вещества от корня к листьям, соцветиям, стеблям.

Низшие в свою очередь имеют примитивное строение, состоят из одной клетки, есть многоклеточные организмы, тело которых называют талломом. Они лишены корней, стеблей, и листьев.

Отсутствие мышечной и нервной тканей

Высшие растения — это группа живых организмов, занимающих особое место в природе. Представители растительного мира способны к фотосинтезу, они преобразуют энергию солнечного света в органические вещества и кислород. Питание они получают из почвы и окружающей их среды, таким образом, им не нужно перемещаться в поисках пищи. Оплодотворение осуществляется с помощью грызунов, насекомых, ветра, поэтому мышечная и нервная ткань у них не развита. В отличие от животных, которые преодолевают огромные расстояния для добычи пищи, и поиска благоприятных мест размножения и выращивания потомства.

Задания для любознательных

1. Рассмотрите под микроскопом листья мха сфагнума. Отметьте особенности строения двух типов клеток, из которых они состоят.

Стебель и ветви сфагнума покрыты светло-зелеными листьями. Каждый лист состоит из одного слоя клеток. Клетки эти двух разных типов. Узкие зеленые клетки содержат оболочки, цитоплазму, ядро, вакуоль, хлоропласты. В этих клетках образуются органические вещества, которые поступают из листьев в стебель.Они мелкие и, соединяясь друг с другом, образуют единую сеть.

Между зелеными клетками находятся другие клетки, более крупные. Их цитоплазма разрушена. Есть только оболочки с отверстиями. Поэтому эти клетки прозрачны и могут заполняться водой или воздухом. Благодаря им, сфагнум может поглощать и удерживать большое количество воды и воздуха, создавая запас необходимых растению веществ.

2. Поместите в банку с влажной почвой немного риччии. Банку накройте стеклом и поставьте в теплое светлое место. Следите, чтобы почва была постоянно влажной. Наблюдайте, что будет происходить с риччией.

При достаточном освещении и благоприятной температуре мох риччия очень быстро разрастается, образуя плотные зеленые подушки.

Покрытосеменные (Angiospermae)

В современной флоре покрытосеменные или цветковые являются самым распространённым и многочисленным отделом высших растений. Они впервые появились около 140 млн лет назад и постепенно достигли апофеоза развития. К их главным особенностям можно отнести наличие органов размножения в виде цветов, а также двойное оплодотворение. Классификационная таблица:

На сегодняшний день насчитывается около 352 тыс. видов цветковых растений. Столь большое разнообразие связано с эффективным приспособлением представителей отдела к изменчивой окружающей среде.

Общая характеристика водорослей

Всего насчитывается 30 тысяч видов водорослей: кладофора, падина, каулерпа, ламинария, парфира, каллитамнион, эктокарпус, деллесерия, микрастериас, ацетобулярия

Водоросли (Algae) относятся к низшим споровым растениям. Известно свыше 30 00 современных видов. Тело их не расчленено на органы и называется талломом (от греч. таллос – росток), или слоевищем. Бывают одноклеточными, колониальными, многоклеточными (в виде нити, пластинки, кустика и т. п.). Многоклеточные водоросли в разной степени дифференцированы на клетки, которые выполняют разные функции (запасающие, половые, ассимилирующие), но настоящих тканей не образуют. Некоторые виды могут прикрепляться к субстрату с помощью ризоидов (от греч. ризос – корень и эйдос – вид) – нитевидных бесцветных вырастаний, которые состоят из одной или последовательного ряда клеток.

Все водоросли содержат в клетках зеленый пигмент (от лат. pigmentum – краска) хлорофилл (от греч. хлорос – зеленый и филон – листок). Хлорофилл находится в хлоропластах, которые имеют разную форму. Хлоропласты водорослей называют хроматофорами. Кроме хлорофилла могут быть другие пигменты (фикоциан, ксантофилл, каротин и др.), которые маскируют хлорофилл и придают растениям специфическую окраску. Такие пигменты способны дополнительно поглощать свет, тем самым дают возможность происходить фотосинтезу на больших глубинах.

Водоросли делят на несколько отделов (10-12), известнейшими из которых являются Зеленые, Диатомовые, Бурые и Красные или Багрянки. Ученые считают, что растения разных отделов имеют разное происхождение и между ними не существует близких связей.

У водорослей различают половое и бесполое размножение.

Половое размножение происходит разными способами. Вместилищем половых клеток или гамет, являются одноклеточные гаметангии (от гамета и греч. ангеион – сосуд). По размерам и подвижности различают:

–  одинаковые по размерам подвижные гаметы – изогамию (от греч. изос – равный, гамос – брак);

–  женская гамета больше мужской, подвижные – анизогамия (гетерогамия) (от греч. анизос – разный);

–  женская – большая, недвижимая, мужская – меньшая, подвижная или нет – оогамия (от греч. оон – яйцо).

У некоторых из зеленых водорослей (у спирогиры) может наблюдаться конъюгация – слияние содержимого двух безжгутиковых вегетативных клеток.

После слияния гамет образуется зигота (от греч. зиготос – соединенные вместе). Растения, на которых образуются гаметы, называются гаметофитами.

Бесполое размножение может происходить при помощи спор (от греч. спора – посев, семена) и вегетативно. Споры бывают неподвижные и подвижные, имеющие жгутики, и называются зооспорами (от греч. зоон – животное). Образуются или в обычных клетках, или в специальных – спорангиях или зооспорангиях. Споры и зооспоры выходят в воду через отверстие в стенке спорангия группой и окружены слизистой оболочкой, которая быстро расплывается. Растения, на которых образуются споры, называются спорофитами.

Вегетативное размножение разнообразное: таллом водорослей, колонии делятся пополам или распадаются, у некоторых видов бурых водорослей образуются почки на слоевище, у харовых водорослей – клубеньки и т. п.

У водорослей споры и гаметы могут развиваться на разных растениях (спорофитах и гаметофитах), а у некоторых видов – на одних и тех же растениях. Спорофит и гаметофит могут быть похожими или отличаться. В жизненных циклах у одних видов преобладает гаметофит, у вторых – спорофит, а у других – они равноценные.

Живут водоросли преимущественно в водной среде. Водные растения в зависимости от положения в пространстве делят на планктонные, которые находятся в зависшем состоянии, бентосные – на дне водоемов, нейстонные – плавают на поверхности воды в полупогруженном состоянии и перифитонные, которые обрастают любые подводные поверхности. Некоторые водоросли живут в горячих источниках, на снегу.

Кроме того, водоросли встречаются вне воды: в почве, на скалах, деревьях и т. д.

Наука, которая изучает водоросли, называется альгологией. Водоросли выделяют, как и другие растения, кислород и поглощают углекислый газ, принимают участие в круговороте углерода, широко используются в разных отраслях хозяйства. Их можно использовать как индикаторы степени загрязненности водоемов, применять для очищения промышленных вод.

Голосеменные (Gymnospermae)

Отдел можно назвать типичным примером высших растений, отличающихся высокоразвитым строением. Его представители — это преимущественно вечнозелёные кустарники и деревья, но иногда встречаются листопадные виды и даже лианы. Форма листьев отличается большим разнообразием — от иголок до чешуек. Все голосеменные по определению имеют открытые семяпочки и размножаются семенами. Отдел включает 6 классов:

• семенные папоротники;
• беннеттитовые;
• гнетовые;
• саговниковые;
• хвойные;
• гингковые.

Первые два класса на сегодняшний день являются полностью вымершими. На сегодняшний день науке известно около 700 видов голосеменных. Самыми известными представителями, произрастающими в России, являются ель и сосна.

Сфагновые мхи

Для них характерно отсутствие ризоидов, из-за чего поступление воды с растворенными минеральными веществами происходит прямо к клеткам листа и стебля. На стебле гаметофита находятся мутовки ветвей, на которых, в свою очередь, располагаются листья. Они составляют розетку, расположенную на верхушке главной оси.

У листьев сфагновых мхов нет средней жилки. В них два типа клеток: живые — ассимилирующие (длинные и узкие, с хлоропластами), и мертвые (без протопласта, утолщенные на стенках, имеют поры). Второй тип клеток есть и в стебле. Такое анатомическое строение стебля и листа сфагнума позволяет ему впитывать и удерживать такое количество воды, что ее масса может превышать массу растения в 30 раз. Именно из-за этого, почва, на которой произрастают сфагновые мхи, постепенно испытывает избыток влаги и заболачивается.

Настолько разнообразным является отдел моховидные. Размножение же сфагновых мхов типичное, с тем лишь отличием от других представителей отдела, что антеридии и архегонии могут образовываться не только на соседних особях, но и на одном и том же растении.

Особенность сфагновых мхов заключается в беспрерывном нарастании стебля верхушкой и отмирании нижней части. Но отмершие части не сгнивают полностью, потому что переувлажненная почва содержит мало кислорода, который необходим для развития почвенных микроорганизмов, осуществляющих разложение растительных остатков.

Покрытосеменные (цветковые)

Общая характеристика. Покрытосеменные — самый большой отдел растительного мира. Произошли от древней формы голосеменных в начале мелового периода мезозойской эры (около 125 млн. лет назад). Насчитывают около 250 тыс. видов. Занимают господствующее положение в растительном мире; произрастают во всех климатических зонах и в самых разных климатических условиях. Наибольшее разнообразие видов — во влажных тропиках.

Покрытосеменные — единственная группа растений, образующая сложные многоярусные фитоценозы.

Особенности строения. Доминирующая жизненная форма -диплоидный спорофит (само растение, включающее корень и побег). Спорофиты разных групп покрытосеменных представлены различными жизненными формами (древесными, кустарниковыми, кустарничковыми, лиановыми, одно- и многолетними травами) и могут очень сильно отличаться друг от друга. Большинство покрытосеменных — многолетние растения, а травы могут быть одно- и двулетними. Органы покрытосеменных делятся на вегетативные (корень, стебель, лист) и генеративные (цветок, плод, семя).

В зависимости от строения семян и морфологических особенностей органов отдел делится на два класса: Однодольные (зародыш семени имеет одну семядолю) и Двудольные (зародыш семени имеет две семядоли). Основные различия между одно- и двудольными растениями приведены в таблицах на с. 280-281. При делении классов на семейства, роды и виды учитываются общие признаки растений — строение цветка и плода, тип соцветия, особенности внешнего и внутреннего строения вегетативных органов.

Основные ароморфозы: цветок, плод, двойное оплодотворение; симподиальное ветвление, прогрессивное развитие проводящей ткани: ксилема содержит настоящие сосуды — широкие трахеи (а не трахеиды, как у голосеменных), флоэма — ситовидные трубки с клетками-спутницами, а не ситовидные клетки; наличие специализированной механической ткани (волокон), придающей прочность коре и древесине; прогрессивное развитие вегетативных органов; способность образовывать ядовитые вещества, защищающие растения от растительноядных животных (у некоторых групп покрытосеменных).

Семязачатки находятся в полости завязи пестика и защищены его тканями от неблагоприятных условий среды, семена защищены не только семенной кожурой, но и плодом.

Развитие эндосперма одновременно с развитием зародыща (а не до оплодотворения, как у голосеменных) позволяет избежать ненужной траты питательных веществ и энергии в том случае, когда зародыш не образуется.

Гаметофиты более упрощены, чем у голосеменных. Мужской гаметофит покрытосеменных представлен пыльцевым зерном, содержащим вегетативную клетку с диплоидным набором хромосом (2n) и генеративную гаплоидную клетку (1n). У некоторых до опыления путем митоза из генеративной клетки образуется два спермия с гаплоидным набором хромосом. Женский гаметофит представлен зародышевым мешком, содержащим две клетки -синергиды, три клетки-антиподы, яйцеклетку с гаплоидным набором хромосом (1n) и диплоидную центральную клетку (2n).

Размножение. Пыльцевые зерна попадают на рыльце пестика (а не сразу в пыльцевход семязачатка), предназначенного именно для улавливания пыльцы; в пыльцевход семязачатка проникает пыльцевая трубка, образующаяся в пыльцевом зерне. Оплодотворение двойное: в нем участвуют два спермия: один сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу, из которой развивается зародыш, другой спермий сливается с диплоидной центральной клеткой женского гаметофита, образуя триплоидную клетку, из которой впоследствии возникает эндосперм, содержащий запас питательных веществ, необходимых для развития зародыша.

После оплодотворения семязачаток развивается в семя, завязь пестика формирует плод. Наличие и уникальность плода обеспечивают распространение покрытосеменных птицами, млекопитающими, насекомыми, ветром, водой и т.д.

Для покрытосеменных также характерно вегетативное размножение (с помощью вегетативных органов).

Значение покрытосеменных: поддерживают стабильный газовый состав атмосферы; образуют сложные многоярусные фитоценозы; растения и их плоды служат пищей для многих видов животных; покрытосеменные широко используются человеком: обеспечивают человека хлебом (хлебные злаки), используются им в пищу (овощные и плодово-ягодные) и в качестве лечебных средств, являются источником сырья для деревообрабатывающей, целлюлозной, легкой и медицинской промышленности, применяются в декоративных целях и т.д.

растения

Плауноподобные (Lycopodiophyta)

Один из самых древних отделов в настоящее время представлен лишь немногими видами селлагинелл и плаунов. Остальные представители давно вымерли.

Современные плауновидные — это травянистые вечнозелёные растения, живущие несколько лет и внешне напоминающие мхи. В отдел входит два класса:

Все плауноподобные отличаются наличием корней, вильчатым ветвлением стебля, а также маленькими листьями. Существуют равноспоровые и разноспоровые виды. В древние времена эти растения были очень распространены. В карбоне произрастало немало древовидных форм, которые впоследствии сформировали колоссальные залежи каменного угля.

Покрытосеменные

теория по биологии ботаника

Общая информация

Цветковые растения или Покрытосеменные — отдел высших растений, отличительной особенностью которых является наличие цветка в качестве органа полового размножения и замкнутого вместилища у семяпочки.

Цветковые растения произошли от труппы вымерших водорослей, которая дала качало и семенным папоротникам. Таким образом, голосеменные и покрытосеменные растения — параллельные ветви эволюции, имеющие общего предка, но затем эволюционировавшие независимо друг от друга. Остатки первых цветковых растений обнаруживаются в раннемеловых отложениях.

Начиная с конца мелового периода мезозойской эры, на Земле начинают господствовать покрытосеменные растения, которые приобрели целый ряд преимуществ по сравнению с другими высшими растениями, в том числе голосеменными. На этот же период приходится наибольшее распространение насекомых, птиц и млекопитающих, которые связаны между собой цепями питания, приспособлениями к размножению и обитанием в одинаковых условиях среды. Жизненные формы покрытосеменных представлены деревьями, кустарниками или травами, что обусловливает их наибольшую экологическую пластичность и распространение на суше во всех природных зонах и в водных бассейнах. Их основные вегетативные органы — корень, стебель и лист, имеющие многочисленные видоизменения, самые специализированные по строению и функциям.

Покрытосеменные растения, как и голосеменные, размножаются с помощью семян, но семена их защищены околоплодником, что способствует их лучшему сохранению и распространению. А появление цветка — органа семенного размножения, который (в целом) дает новое поколение (репродукцию), ставит этот отдел растений в положение самых высокоорганизованных представителей растительного царства.

Отличительные признаки покрытосеменных

Из зародыша семени вырастает спорофит (бесполое диплоидное поколение), который может быть представлен различной жизненной формой — травой (однолетней или многолетней), кустарником, деревом, лианой. Любая жизненная форма растения имеет основные органы — корень, стебель, листья и их видоизменения, а также цветки, семена, плоды.

Покрытосеменные представлены двумя классами — однодольные и двудольные.

Классификация растений

Основные ранги таксонов растительности классифицируют, исходя из принципов иерархичности, то есть соподчинения. Таким образом, более крупные таксоны объединяют в себе более мелкие.

Примером такой классификации может служить известное растение ромашка. Формулировка данного таксона будет иметь следующий вид:

1. Царство Растения.
2. Отдел Покрытосеменные.
3. Класс Двудольные.
4. Семейство Сложноцветные.
5. Род Ромашка.
6. Вид Ромашка аптечная.

 
Определение

Жизненная форма организма — внешний облик, отражающий его приспособленность к определенным условиям среды.

В ботанике принята стандартная классификация растительности, исходя из их жизненной формы. Основными группами являются:

1. Деревья, представляющие собой многолетние растения, для которых характерны крупные одревесневшие стволы.
2. Кустарники, к которым относятся многолетние виды растений, обладающие многочисленными некрупными одревесневшими стволами, способными жить не более 10 лет.
3. Кустарнички в виде низкорослых многолетних растений, одревесневшие стволы которых достигают в высоту не более 40 сантиметров.
4. Травы — это травянистые побеги зеленого окраса, которые каждый год отмирают. Двулетние и многолетние травянистые растения в весенний сезон выпускают почки, из которых затем появляются новые побеги.