Растения. Особенности растительного организма

До недавнего времени в состав царства растений включали водоросли, споровые и семенные растения. В настоящее время в западной литературе водоросли (кроме зеленых и ха-ровых) относят к царству протистов (по новейшим системам, водоросли делят на несколько царств). А к царству растений относят только так называемые высшие растения (псилофи-ты, мохообразные, плаунообразные, хвощеобразные, папоротникообразные, голо- и покрытосеменные). В отечественной учебной литературе водоросли (кроме, разумеется, сине-зеленых) принято считать растениями. При этом по отношению к водорослям используют термин «низшие растения», противопоставляющий их «высшим растениям».

Все растения независимо от их принадлежности к низшим или высшим отделам имеют общие черты строения и жизнедеятельности:

• фотоавтотрофный способ питания;

• относительная неподвижность и связь с субстратом;

• разветвленность поглощающей поверхности тела;

• постоянный рост;

• проявление раздражимости — тропизмы, настии;

• общий план клеточного строения.

Роль растений в природе определяется их способностью к фотосинтезу и продуцированию основной биомассы, служащей источником энергии и пищи для гетеротрофов. Кислород, выделяемый растениями в процессе фотосинтеза, служит источником аэробного дыхания и озонового слоя атмосферы.

Насчитывают около 500 тыс. видов растений, из которых человек использует в качестве источника пищи, лекарств, сырья около 2 тыс.

Растения появились на Земле около 1,5 млрд лет назад.

Первоначально развитие растительных организмов происходило в водной среде, что привело к появлению водорослей. Затем растения стали осваивать сушу. Этому способствовало возникновение следующих ароморфозов:

• многоклеточности и дифференциации клеток с образованием тканей и органов;

• семени;

• цветка.

В систематическом плане растения подразделяют на споровые — мохообразные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные и семенные — голосеменные и покрытосеменные.

У водорослей нет настоящих тканей и органов. Они занимают одну среду обитания — водную.

Тело высших растений расчленено на вегетативные и генеративные органы, они имеют проводящие ткани и занимают две среды обитания (почвенную и воздушную).

Водоросли

Отдел зеленых водорослей в настоящее время относится к протистам и включает в себя одноклеточные колониальные и многоклеточные растения — всего около 13 тыс. видов.

Рис. 24. Жизненный цикл улотрикса: 1 — участок вегетативной нити; 2 — образование гамет;

3 — копуляция; 4 — зигота; 5 — спора

К одноклеточным водорослям относят хламидомонаду, хлореллу. Вольвокс и пандорина образуют колонии. К многоклеточным зеленым водорослям относят ульву, улотрикс, спирогиру. Общим для всех зеленых водорослей является наличие хроматофора, содержащего хлорофилл. Хроматофоры разнообразны по форме. Они могут быть замкнутыми, незамкнутыми (улотрикс), спиральными (спирогира) и т.д. К улотриксовым относят и плеврококк — микроскопическую водоросль, обычно обитающую на деревьях и заборах.

Размножаются зеленые водоросли бесполым и половым путями. Бесполое размножение осуществляется с помощью жгутиковых зооспор, формирующихся внутри материнской клетки, или частей таллома. Половой процесс связан с образованием гамет и последующим их слиянием с образованием зиготы.

Однако не у всех водорослей гаметы подразделяются на мужские и женские — у некоторых водорослей сливаются две одинаковые гаметы. Из зиготы образуются либо новая особь, либо зооспоры. В жизненном цикле водорослей гаплоидная фаза преобладает над диплоидной.

Отдел бурых водорослей включает около 1500 видов морских водорослей. Наиболее распространенной из них является ламинария сахаристая (морская капуста), содержащая запасной полисахарид — ламинарин, тело которой состоит из таллома и ризоидов, а окраска объясняется присутствием в хроматофорах наряду с хлорофиллом каротиноидов.

Размножается ламинария вегетативно — частями таллома, спорами и половым путем.

Рис. 25. Жизненный цикл бурой водоросли (ламинарии): 1 — зигота; 2 — спорофит; 3 — спорангий; 4 — споры; 5 — мужской гаметофит; 6 — женский гаметофит; 7 — антеридий; 8 — архегоний; 9 — сперматозоид; 10 — яйцеклетка

Взрослое растение представляет собой диплоидный спорофит, на котором созревают спорангии. В спорангиях в результате мейоза созревают споры, которые прорастают в заростки — гаметофиты. В антеридиях и архегониях заростков формируются гаметы. После оплодотворения образуется зигота, развивающаяся в новое растение.

Багрянки (красные водоросли) — в основном многоклеточные, нитевидные, кустовидные, пластинчатовидные растения, прикрепляющиеся к субстрату ризоидами Содержат хлорофилл, каротиноиды, бурый, синий и красный пигменты, соотношение которых варьируется в зависимости от глубины обитания водорослей, имеют дисковидные хроматофоры и не имеют светочувствительных глазков. Багрянки служат кормом морским животным. Размножаются они бесполым и половым путями.

Лишайники — низшие растения, организм которых сформировался в результате симбиоза гриба и водоросли: гриб — гетеротрофный компонент лишайника, зеленая или синезеленая водоросль — его автотрофный компонент. Гриб обеспечивает водоросль водой и минеральными солями, защищает ее от высыхания. Водоросль поставляет грибу органические вещества. Размножаются лишайники как бесполым, так и половым путями (вегетативное размножение, осуществляется участками слоевища), встречаются во всех географических зонах, особенно в областях с умеренным и холодным климатом.

Лишайники насчитывают около 200 видов, наиболее известные из которых — кладония (олений мох), ксантория постенная (стенная золотянка), пармелия и цетрария.