Organy roślin zarodnikowych, w których dojrzewają zarodniki. Różnorodność roślin wyższych. Ontogeneza zaczyna się od zarodka

Świat roślin jest bogaty i różnorodny.

Wiele milionów lat temu, kiedy życie na Ziemi dopiero się zaczynało, w wodzie istniały już wielokomórkowe algi zielone. Uważa się, że dały początek pierwszym roślinom wyższym - nosorożcom, które położyły podwaliny pod rozwój współczesnych mieszkańców terenów zielonych.

Koledzy z klasy

Jakie rośliny rozmnażają się przez zarodniki?

Są zarodnikami i nasionami.

Zarodniki rozmnażają się i rozprzestrzeniają za pomocą zarodników. Dzielą się na dwie grupy:

wyższy;
gorszy.

Do tej grupy należą mchy, paprocie, skrzypy, mchy.

Charakterystyczne dla roślin wyższych jest to, że są one podzielone na organy: pęd i korzeń. Mają wysoce rozwinięty system przewodzenia, to prawda złożony system tkanki powłokowe.

Przez cały cykl życia charakteryzują się zmiennym wyglądem okazów o cechach bezpłciowych i płciowych. W zależności od tego rozmnażanie odbywa się bezpłciowo i seksualnie.

Proces reprodukcji pozwala na ciągłość istnienia i zasiedlenia w otaczającej przestrzeni.

Istnieje kilka rodzajów reprodukcji:

Seksualny;
Bezpłciowy;
Wegetatywny.

Rozmnażanie przez zarodniki może być płciowe lub bezpłciowe.

Zarodnik to najmniejsza cząsteczka – komórka., zabezpieczone przed wysychaniem i uszkodzeniami mechanicznymi dwiema skorupami. Wewnętrzna jest cienka i przezroczysta. Zewnętrzna gruba, malowana. Zewnętrzna skorupa ma zwykle różne wyrostki w postaci guzków, kolców i rzęsek.

Zarodniki produkowane są w specjalnych przedziałach zwanych sporangiami. Wiatr przenosi zarodniki na duże odległości, a gdy znajdą się w sprzyjającym środowisku, kiełkują.

Roślina, na której tworzą się zarodniki, nazywa się sporofitem.

Istnieją zarówno osoby seksualne, jak i aseksualne. Jeśli w grupie dominują osoby o charakterze seksualnym cech, wówczas grupę tę nazywa się haploidalną. Jeśli dominują osoby aseksualne, wówczas grupę nazywa się diploidalną.

W grupie haploidalnej każda nowa roślina pojawia się w wyniku złożonego procesu zapłodnienia. Przedstawicielami gatunków haploidalnych są mchy.

Istnieją rośliny wytwarzające zarodniki tej samej wielkości. Nazywa się je homosporami.

Jeśli roślina wytwarza zarodniki różne rozmiary , wówczas nazywane są heterosporami. Małe to mikrospory, z których wyrastają pędy męskie. Duże to megaspory, z których wyrastają pędy żeńskie.

Zastanówmy się, które rośliny zawierają zarodniki.

Mchy

Na pierwszy rzut oka , mech jest plechą, dociskany do podłoża. Po bliższym przyjrzeniu się widać, że ciało mchu składa się z łodygi z liśćmi, która zamiast korzenia ma cienki włosek - ryzoid. Za jego pomocą wchłaniana jest wilgoć i składniki odżywcze.

Mech ma niewielkie rozmiary, od 1 mm do kilkudziesięciu centymetrów.

Mech jest rośliną dwupienną. Na szczytach niektórych pędów tworzą się narządy żeńskie zwane archegonią. W każdym z nich znajduje się jajko. Na innych rozwijają się narządy męskie - antheridia. Mają kształt worków zawierających plemniki.

Woda jest środowiskiem sprzyjającym rozwojowi seksualnemu. Po zapłodnieniu pojawia się diploidalny sporofit. Rośnie przez pewien czas na haploidalnej zielonej roślinie, żywiąc się wytwarzanymi przez siebie substancjami. Wygląda jak brązowa nić, która jest przyczepiona do rośliny na jednym końcu. Na drugim końcu pojawia się przedłużenie, które wygląda jak pudełko z pokrywką. Jest to sporangium, w którym rozwijają się zarodniki. Po dojrzewaniu pudełko otwiera się i budzą się zarodniki. Są przenoszone na duże odległości przez wiatr. Nowe rośliny haploidalne wyrastają z zarodników wystawionych na działanie wilgotnego środowiska.

Wszystko powyższe wyjaśnia, dlaczego mchy nazywane są roślinami wyższymi zarodnikowymi.

Mchy najczęściej występują w wilgotnym środowisku. Rosną obficie na bagnach i w strefach leśnych, w górach i tundrze. Tundrę nazywa się często królestwem mchów i porostów.

Mchy szybko wchłaniają wilgoć i mocno ją zatrzymują prowadzi to do podmoknięcia gleby.

Wiele zielonych mchów rośnie na bagnach, tworząc ciągły dywan. Kiedy murawa mchowa obumiera, słabo się rozkłada i tworzy osady torfu.

Mchy mają ogromne znaczenie. Zatem leki są wytwarzane z mchu torfowca.

Torf ma szerokie zastosowanie rolnictwo w postaci nawozu.

Rośliny diploidalne

Do grupy diploidalnej zaliczają się paprocie, skrzypy i mchy klubowe, u których gametofit jest zredukowany do przedtalusów.

Mchy to zielne, wiecznie zielone byliny.. Wyglądają jak pełzająca łodyga z małymi liśćmi. Mają rozwidlone rozgałęzienia. Zewnętrznie mchy przypominają mchy.

Na szczytach łodyg tworzą się kłoski, w których dojrzewają zarodniki. Po dojrzewaniu zarodniki wpadają do gleby. Kiedy kiełkują, powstaje pęd w postaci bezbarwnego guzka z ryzoidem. Z niektórych narośli powstają antheridia, a z innych archegonia. Nawożenie następuje, jeśli jest wilgoć. Z zapłodnionego jaja rozwija się zarodek, z którego wyrasta sporofit.

Łodygi i liście mchów klubowych zawierają alkaloidy i dlatego są stosowane w medycynie. Zarodniki stosuje się w postaci proszków.

Skrzypy to wieloletnie zioła kłączowe. Wysokość łodygi skrzypu sięga kilkudziesięciu centymetrów. Z węzłów łodygi wyłaniają się okółki gałęzi z liśćmi przypominającymi małe łuski. Niektóre pędy kończą się kłoskiem z zarodniami. Z zarodników wyrasta krótkotrwały, bardzo mały, zielony pęd. Mocuje się go do gleby za pomocą ryzoidu. Na pędach tworzą się narządy męskie i żeńskie. W sprzyjających warunkach następuje zapłodnienie i pojawienie się zarodka. Rośnie nowa roślina bezpłciowa - sporofit.

Paprocie znacznie przewyższają wszystkie inne grupy pod względem liczby gatunków.

Są bardzo zróżnicowane pod względem wyglądu, kształtu i warunków uprawy. Wśród paproci jest wiele roślin zielnych, ale w lasach tropikalnych występują paprocie drzewiaste o wysokości do 25 m i średnicy pnia do 50 cm.

Wśród roślin zielnych znajdują się rośliny bardzo małe, mierzące zaledwie kilka milimetrów. Paprocie są różne z mchów i skrzypów z ich dużymi „liśćmi” - łodygami. Nazywają się waiami. Rozmiar liści sięga 30 cm. Ich płytki są często pierzaste lub wielokrotnie rozcięte.

Paprocie rosną w lasach. Mają mięsiste kłącza, z których co roku tworzą się nowe rozety liści. Zarodnie znajdują się w grupach na dolnej powierzchni „liścia”. Z zarodników wyłaniają się biseksualne, wolno żyjące pędy. Następuje zapłodnienie. Następnie sporofit rozwija się i rośnie.

Niższe zarodniki

Rośliny niższe wyróżniają się brakiem korzeni i liści. Składają się z plechy (talusu) i są przymocowane do powierzchni za pomocą ryzoidów. Rozmnażają się głównie przez zarodniki. Do tej grupy zaliczają się glony i porosty.

Większość glonów ma ruchliwe zarodniki, ponieważ mają wici. Nazywa się je zoosporami. W roślinach lądowych zarodniki nie mają specjalnych adaptacji do aktywnego ruchu.

W niższych roślinach zarodnikowych każda komórka może stać się zarodnią, podczas gdy zarodnia roślin wyższych jest narządem wielokomórkowym.

Zatem do pojawienia się i rozwoju rośliny zarodnikowej niezbędne są sprzyjające warunki, a mianowicie wilgotne środowisko. W innych warunkach gatunek ten nie przeżywa, dlatego zastępuje go gatunek nasienny.

Rozmnażają się przez nasiona roznoszone przez wiatr lub owady i nie wymagają wody do zapłodnienia. Za pomocą korzeni przybyszowych utrwalają się w glebie i pobierają wilgoć oraz składniki odżywcze. Mają rozwinięty system przewodzący.

Obejmuje następujące istniejące działy: mszaki ( Bryophyta), likofity ( Lycopodiophyta), psilotoidy ( Psilotofita), skrzyp ( ekwisetofita), pteridofity ( Polipodiofita).

Rośliny zarodnikowe pojawiły się pod koniec okresu syluru, ponad 400 milionów lat temu. Pierwsi przedstawiciele roślin zarodnikowych byli niewielkich rozmiarów i mieli prostą budowę, jednak już u roślin pierwotnych zaobserwowano różnicowanie na narządy elementarne. Poprawa narządów odpowiadała powikłaniom struktury wewnętrznej i ontogenezy. W cykl życia Istnieje naprzemienność metod rozmnażania płciowego i bezpłciowego i związana z tym przemiana pokoleń. Przedstawiono pokolenie bezpłciowe diploidalny sporofit, seksualny – haploidalny gametofit.

NA sporofit powstają zarodnie, w obrębie których powstają haploidalne zarodniki w wyniku podziału mejotycznego. Są to małe, jednokomórkowe formacje pozbawione wici. Nazywa się rośliny, które mają te same zarodniki równosporne. W grupach lepiej zorganizowanych toczą się dwa rodzaje sporów: mikrospory(powstają w mikrosporangiach), megaspory (powstają w megasporangiach). Są to rośliny heterosporyczne. Podczas kiełkowania tworzą się zarodniki gametofit.

Pełny cykl życiowy (od zygoty do zygoty) składa się z gametofit(okres od zarodnika do zygoty) i sporofit(okres od zygoty do powstania zarodników). W mchach, skrzypach i paprociach fazy te są jakby oddzielnymi, fizjologicznie niezależnymi organizmami. Na mchach gametofit jest niezależną fazą cyklu życiowego, a sporofit zostaje zredukowany do swego osobliwego narządu - sporogon(sporofit żyje na gametoficie).

NA gametofit narządy rozrodcze rozwijają się: archegonia I pylniki. W archegonia, podobnie jak kolba, powstają jaja i mają kształt worka pylniki- plemniki. U roślin homosporycznych gametofity są biseksualne, natomiast u roślin heterosporycznych są jednopłciowe. Nawożenie następuje tylko w obecności wody. Kiedy gamety łączą się, powstaje nowa komórka - zygota z podwójnym zestawem chromosomów (2n).

Dział Mszaki – Bryophyta

Istnieje aż 27 000 gatunków. Mszaki mają ciało w postaci plechy lub podzielone na łodygi i liście. Nie mają prawdziwych korzeni; zastąpiono je ryzoidami. Tkanki przewodzące pojawiają się tylko u wysoko rozwiniętych mchów. Tkanki asymilacyjne i mechaniczne są częściowo oddzielone.

Cykl życiowy jest zdominowany przez gametofit. Sporofit nie istnieje samodzielnie; rozwija się i zawsze znajduje się na gametoficie, pobierając od niego wodę i składniki odżywcze. Sporofit to pudełko, w którym rozwija się zarodnia, na łodydze łączącej ją z gametofitem.

Mchy rozmnażają się przez zarodniki, ale mogą także rozmnażać się wegetatywnie – przez oddzielne części ciała lub specjalne zawiązki czerwowe.

Wydział dzieli się na trzy klasa: Anthocerotes (100 gatunków, sześć rodzajów roślin plechowych), mchy wątrobowe i liściaste.

Klasa Mchy wątrobowe (Hepaticopsida )

Klasa ma około 8500 gatunków. Są to głównie mchy plechowe, chociaż zdarzają się gatunki posiadające łodygę i liście. Rozpowszechniony Marchantia pospolita (Marchantia polimorficzna) (ryc. 11. 1).

Ryż. 11. 1. Cykl odtwarzania marszu: 1– plecha z męskimi stojakami; 2 – plecha z podstawkami żeńskimi; 3 – przekrój pionowy przez męską podporę (w niektórych zagłębieniach pylnikowych znajdują się pylniki); 4 – antheridium w jamie pylnikowca (n – łodyga pylnikowca); 5 – plemnik dwuwiciowy; 6 – przekrój pionowy przez podporę żeńską (a – archegonium).

Gametofit ma ciemnozielony plecha(wzgórze), dychotomicznie rozgałęzione w szerokie płytki płatkowe o symetrii grzbietowo-brzusznej (grzbietowo-brzusznej). Górna i dolna część wzgórza pokryta jest naskórkiem, wewnątrz znajduje się tkanka asymilacyjna i komórki pełniące funkcje przewodzące i magazynujące. Plecha jest przymocowana do podłoża ryzoidy. Na górnej stronie wzgórza tworzą się pąki lęgowe w specjalnych „koszykach”, które służą do rozmnażania wegetatywnego.

Plechy są dwupienne, narządy rozmnażania płciowego rozwijają się na specjalnych pionowych podporach gałęzi.

Męskie gametofity mają ośmiopłatkowe podpory, na których górnej stronie znajdują się pylniki. Na żeńskich gametofitach znajdują się podpory z dyskami w kształcie gwiazdy, na spodniej stronie promieni znajdują się gwiazdy (szyją w dół) archegonia. W obecności wody plemniki przemieszczają się, wchodzą do archegonium i łączą się z komórką jajową.

Po zapłodnieniu rozwija się zygota sporogon. Wygląda jak kuliste pudełko na krótkiej łodydze. Wewnątrz torebki w wyniku mejozy z tkanki sporogenicznej powstają zarodniki. W sprzyjających warunkach zarodniki kiełkują i rozwija się z nich splątek w postaci małego włókna, z komórki wierzchołkowej, z której rozwija się wzgórze marchantia.

Klasa Mchy liściaste (Bryopsida lub Musci).

Mchy liściaste występują na całym świecie, szczególnie w zimnym klimacie, w wilgotnych miejscach, w lasach sosnowych i świerkowych oraz w tundrze. Torfowiska i mchy często tworzą gęsty dywan. Ciało jest podzielone na łodygi i liście, ale nie ma prawdziwych korzeni; są wielokomórkowe ryzoidy. Klasa składa się z trzech podklas: Brie, czyli zielone mchy; Mchy torfowe lub białe; Andreevye, czyli Czarne mchy.

Mchy andriejowe (trzy rodzaje, 90 gatunków) są powszechne w zimnych regionach, podobne wyglądem do mchów zielonych, a budową liści i torebek - do mchów torfowców.

Podklasa Briaceae lub zielone mchy (Bryidae). Istnieje około 700 rodzajów, zrzeszających 14 000 gatunków, szeroko rozpowszechnionych wszędzie, szczególnie w tundrze i strefach leśnych półkuli północnej.

Rozpowszechniony len kukułkowy (Gmina Polytrichium), tworząc gęste kępki na wilgotnych glebach w lasach, bagnach i na łąkach. Łodyga dorastająca do 40 cm wysokości, nierozgałęziona, o grubych, twardych i ostrych liściach. Ryzoidy rozciągają się od dolnej części łodygi.

Cykl rozwojowy lnu kukułkowego (ryc. 11.2).

Ryż. 11. 2. Len Kukushkin: A– cykl rozwojowy mchów; B– kapsułka: 1 – z wieczkiem, 2 – bez wieczka, 3 – w przekroju (a – wieczko, b – urna, c – zarodnia, d – wyrostek, e – łodyga); W– przekrój arkusza z asymilatorami; G– przekrój poprzeczny łodygi (f – łyko, crv – osłonka skrobiowa, cor – kora, e – naskórek, ls – ślady liści).

Gametofity lnu kukułkowego są dwupienne. Wczesną wiosną na wierzchołkach samców rozwijają się antheridia, a na samicach archegonia.

Wiosną, podczas deszczu lub po rosie, plemniki wyłaniają się z antheridium i przenikają do archegonium, gdzie łączą się z komórką jajową. Z zygoty, na szczycie żeńskiego gametofitu, wyrasta sporofit (sporogon), który wygląda jak pudełko na długiej łodydze. Kapsułka pokryta jest owłosionym kapeluszem (calyptra) (pozostałość archegonium). Kapsułka zawiera zarodnię, w której po mejozie tworzą się zarodniki. Zarodnik to mała komórka z dwiema błonami. W górnej części skrzynki, wzdłuż jej krawędzi, znajdują się zęby (perystomy), które w zależności od wilgotności powietrza wyginają się do wnętrza skrzynki lub wyginają się na zewnątrz, ułatwiając w ten sposób rozpraszanie zarodników. Zarodniki przenoszone są przez wiatr i w sprzyjających warunkach kiełkują, tworząc splątki. Po pewnym czasie na splątku tworzą się pąki, z których powstają pędy liściaste. Pędy te wraz z splątkiem stanowią pokolenie haploidalne – gametofit. Torebka na łodydze to pokolenie diploidalne – sporofit.

Podklasa Sphagnum lub Białe mchy (Sphagnidae)

Mchy torfowce obejmują ponad 300 gatunków jednego rodzaju torfowiec(Torfowiec) (ryc. 11. 3).

Ryc. 11. 3. Torfowiec: 1 – wygląd; 2 – wierzchołek gałęzi z sporogonem; 3 – sporogon (w – pozostałość szyjki archegonu, cr – wieczko, sp – zarodnia, col – kolumna, n – łodyga sporogonu, ln – łodyga fałszywa); 4 – część liścia gałęzi (chlk – komórki niosące chlorofil, vc – komórki warstwy wodonośnej, p – pory); 5 – przekrój arkusza.

Rozgałęzione łodygi torfowca są usiane małymi liśćmi. W szczycie głównej osi gałęzie boczne tworzą rozetę w kształcie nerki. Cechą mchów torfowców jest ciągły wzrost łodygi u góry i śmierć dolnej części. Nie ma ryzoidów, a łodygi wchłaniają wodę i minerały. Liście tych mchów składają się z dwóch rodzajów komórek: 1) żywych asymilacyjnych, długich i wąskich, zawierających chlorofil; 2) szklisty - martwy, pozbawiony protoplastu. Komórki hialinowe łatwo napełniają się wodą i zatrzymują ją na długo. Dzięki tej strukturze mchy torfowe mogą gromadzić wodę 37 razy więcej niż ich sucha masa. Rosnące na gęstych darniach mchy torfowce przyczyniają się do podlewania gleby. Na bagnach nawarstwianie się martwych części mchów prowadzi do powstawania torfowisk. W drodze suchej destylacji z torfu otrzymuje się wosk, parafinę, fenole i amoniak; przez hydrolizę - alkohol. Płyty torfowe są dobrym materiałem termoizolacyjnym. Mchy torfowe mają właściwości bakteriobójcze.

Sekcja Lycopods – Lycopodiophyta

Pojawienie się likofitów wiąże się z okresem syluru ery paleozoicznej. Obecnie dział reprezentowany jest przez rośliny zielne o pełzających, dychotomicznie rozgałęzionych łodygach i korzeniach oraz spiralnie ułożonych łuskowatych liściach. Liście powstały jako wyrostki na łodydze i tak się je nazywa mikrofile. Mchy mają łyko, ksylem i perycykl.

Istnieją dwie nowoczesne klasy: homosporyczne Lycophytes i heterosporous Polushnikovye.

Klasa Mech (Lycopodiopsida)

Z całej klasy do dziś przetrwały cztery rodzaje.

Rodzaj mech klubowy(Likopodium). Rodzaj ten obejmuje liczne (około 200 gatunków) wieloletnie, zimozielone trawy, występujące od regionów arktycznych po tropiki. A więc mech klubowy (L. clavatum) spotykany w pokryciu trawą lasów iglastych na glebach dość wilgotnych, ale ubogich w próchnicę. W wilgotnych lasach iglastych mech roczny jest szeroko rozpowszechniony ( L. annotinum) (ryc. 11.4).

Ryż. 11. 4. Maczuga mchowa.

Rodzaj baran(Huperzia). Przedstawiciel rodzaju - zwykły baran ( H. selago) rozmieszczony w tundrze, leśno-tundry i północnych strefach leśnych, rośnie w południowych lasach świerkowych i olchowych, a także w lasach omszałych i na łąkach alpejskich.

Rodzaj dyfazjastrum (Difazjastrum). Przedstawiciel rodzaju Diphasiastrum oblates (D. complanatum) rośnie na suchych glebach piaszczystych w lasach sosnowych.

Cykl rozwoju na przykładzie mchu klubowego (ryc. 11.5).

Ryż. 11. 5. Cykl rozwojowy mchu klubowego:1 – sporofit; 2 – sporofil ze sporangium; 3 – spór; 4 – gametofit z pylnikami i archegonią; 5 – młody sporofit rozwijający się na gametoficie z zarodka.

Pędy pełzające mchu klubowego osiągają do 25 cm wysokości i ponad 3 m długości. Łodygi pokryte są spiralnie ułożonymi, lancetowato-liniowymi małymi listkami. Pod koniec lata na pędach bocznych zwykle tworzą się dwa kłoski zarodnikowe. Każdy kłosek składa się z osi i małej cienkiej sporofile– zmodyfikowane liście, u podstawy których znajdują się zarodnie w kształcie nerki.

W sporangiach po redukcyjnym podziale komórek tkanka sporogenna są uformowane tej samej wielkości, pokryte grubą żółtą skorupą, haploidalne sprzeczanie się. Po okresie spoczynku po 3-8 latach kiełkują, tworząc pędy biseksualne, które reprezentują pokolenie płciowe i żyją saprotroficzny w glebie w postaci guzka. Ryzoidy wystają z dolnej powierzchni. Dzięki nim strzępki grzyba rosną, tworząc się mikoryza. W symbiozie z grzybem, który zapewnia pożywienie, pęd żyje pozbawiony chlorofilu i niezdolny do fotosyntezy. Pędy są wieloletnie, rozwijają się bardzo powoli i dopiero po 6-15 latach tworzą się na nich archegonia i pylniki. Zapłodnienie następuje w obecności wody. Po zapłodnieniu komórki jajowej plemnikiem dwuwiciowym powstaje zygota, która bez okresu spoczynku wyrasta w zarodek, który rozwija się w dorosłą roślinę.

W oficjalnej medycynie zarodniki mchu używano jako pudru dla niemowląt i otoczki tabletek. Pędy barana zwyczajnego stosuje się w leczeniu pacjentów cierpiących na przewlekły alkoholizm.

Zajęcia na pół etatu (Izoetopsida)

Selaginella (Selaginella) wśród współczesnych rodzajów ma największą (około 700) liczbę gatunków.

Jest to delikatna, wieloletnia roślina zielna, która wymaga dużej wilgotności. Selaginella, w przeciwieństwie do mchów, charakteryzuje się różnorodność. W kłoskach niosących zarodniki powstają dwa rodzaje zarodników - cztery megaspory w megasporangiach i liczne mikrospory w mikrosporangiach. Z mikrospory powstaje męski gametofit, składający się z jednej komórki ryzoidalnej i antheridium z plemnikiem. Megaspora rozwija się w żeński gametofit, który nie opuszcza swojej skorupy i składa się z tkanki drobnokomórkowej, w której zanurzone są archegonie. Po zapłodnieniu z komórki jajowej rozwija się zarodek, a następnie nowy sporofit.

Departament Skrzypów – ekwisetofita

Skrzyp pojawił się w górnym dewonie, a największą różnorodność osiągnął w karbonie, kiedy warstwa drzew bagiennych lasów tropikalnych składała się głównie ze skrzypów drzewiastych, które wymarły na początku mezozoiku. Współczesne skrzypy pojawiły się na Ziemi już w okresie kredowym.

Do chwili obecnej przetrwał tylko jeden rodzaj - skrzyp (Equisetum), reprezentowane przez 30-35 gatunków, rozmieszczonych na wszystkich kontynentach.

We wszystkich typach skrzypu łodygi mają strukturę segmentową z wyraźną naprzemiennością węzłów i międzywęźli. Liście są zredukowane do łusek i ułożone w okółki w węzłach. Tworzą się tu także gałęzie boczne. Funkcję asymilacyjną pełnią łodygi zielone, których powierzchnia jest powiększona poprzez użebrowanie, a ścianki komórek naskórka impregnowane są krzemionką. Część podziemna Jest reprezentowany przez wysoko rozwinięty kłącze, w węzłach których tworzą się korzenie przypadkowe. U skrzyp(Equisetum polne) boczne gałęzie kłącza służą jako miejsce odkładania się substancji rezerwowych, a także narządy rozmnażania wegetatywnego (ryc. 11. 6).

Ryż. 11. 6. Skrzyp: a, b – pędy sporofitów wegetatywnych i zarodnikowych; c – sporangiofor ze sporangiami; d, e – spory; e – gametofit męski z pylnikami; g – plemnik; h – gametofit biseksualny; i - archegonia.

Wiosną na zwykłych lub specjalnych łodygach zarodnikowych tworzą się kłoski składające się z osi, na której znajdują się specjalne struktury wyglądające jak sześciokątne łuski ( sporangiofory). Te ostatnie mają 6-8 zarodni. Zarodniki powstają wewnątrz zarodników, pokrytych grubą skorupą, wyposażonych w higroskopijne wstążkowe wyrostki - elatery. Dzięki elatery zarodniki sklejają się w grudki lub płatki. Grupowe rozmieszczenie zarodników zapewnia, że gdy kiełkują, w pobliżu znajdują się narośla różnej płci, co ułatwia zapłodnienie.

Pędy wyglądają jak mała zielona płytka o długich klapach z ryzoidami na dolnej powierzchni. Męskie protelle są mniejsze niż żeńskie i niosą pylniki z plemnikami wielowiciowymi wzdłuż krawędzi płatów. Archegonia rozwija się na pędach żeńskich w środkowej części. Zapłodnienie następuje w obecności wody. Z zygoty rozwija się zarodek nowej rośliny - sporofit.

Obecnie skrzypy nie odgrywają większej roli w kształtowaniu szaty roślinnej. W lasach, na glebach nadmiernie wilgotnych, jest szeroko rozpowszechniony skrzyp (E. sylvaticum) z silnie rozgałęzionymi, opadającymi gałęziami bocznymi. Trudny do wytępienia chwast można spotkać na łąkach, ugorach i uprawach. skrzyp (E. arvense). Wczesną wiosną skrzyp ten wytwarza nierozgałęzione pędy z kłoskami zawierającymi zarodniki. Później z kłącza wyrastają zielone pędy wegetatywne. Szeroko rozpowszechniony w strefie leśnej na glebach piaszczystych i wąwozach. zimowanie skrzypu(E. hyemale).

Pędy wegetatywne skrzypu (E. arvense) w medycynie oficjalnej stosowany jest: jako środek moczopędny przy obrzękach spowodowanych niewydolnością serca; na choroby pęcherza i dróg moczowych; jako środek hemostatyczny przy krwawieniu z macicy; w niektórych postaciach gruźlicy.

Dywizja Paprocie – Polipodiofita

Paprocie powstały w dewonie, kiedy paprocie drzewiaste wraz z obecnie kopalnymi mchami klubowymi i skrzypami zdominowały szatę roślinną ziemi. Większość z nich wymarła, reszta dała początek formom mezozoicznym, które były bardzo szeroko reprezentowane. Paprocie znacznie przewyższają liczbą współczesnych gatunków wszystkie inne odmiany wyższych zarodników (około 25 000).

Większość współczesnych paproci (z wyjątkiem paproci tropikalnych) nie ma wyprostowanej łodygi naziemnej, lecz podziemną łodygę w postaci kłącza. Z kłącza wyrastają korzenie przypadkowe i duże liście ( liście), mający pochodzenie łodygowe i rosnący na szczycie przez długi czas. Młode liście są zwykle zwinięte jak ślimak. Wśród obecnie istniejących paproci znajdują się: homosporyczny, więc i heterosporyczny.

W lasach Australii, Ameryka Południowa, Azja rośnie drzewiastych przedstawicieli z kolumnowymi, nierozgałęzionymi pniami do 20 metrów wysokości. W centralnej strefie naszego kraju paprocie są wieloletnimi ziołami kłączowymi. Wiele paproci, podobnie jak mchy, jest wskaźnikami rodzaju gleby i lasu. Powszechny w lasach jasnych, na glebach piaszczystych lub suchych bielicach orlica pospolita(Pteridium aquilinum); na wilgotnych, bogatych glebach nomadzi(Atyrium) i duży las chronić owady (dryopteris)(ryc. 11.7).

Ryż. 11. 7. Tarcza męska: A– sporofit: a – widok ogólny; b – sori na spodniej stronie liścia; c – odcinek sorusu (1 – indusium, 2 – łożysko, 3 – sporangium); d – zarodnia (4 – pierścień); B– gametofit: 5 – plemniki; 6 – przedwzgórze od strony dolnej (t – plecha, p – ryzoidy, łuk – archegonia, an – antheridia); 7 – uwolnienie plemnika z antheridium; 8 – archegonium z jajkiem.

Cykl rozwoju paprocie homosporne

W środku lata na spodniej stronie zielonych liści (niektóre na specjalnych liściach zarodnikowych) pojawiają się grupy zarodni w postaci brązowych brodawek ( sory). Sori wielu paproci przykryte są na górze rodzajem welonu - indusium. Zarodnie powstają na specjalnym wyrostku liścia ( łożysko) i mają soczewkowaty kształt, długie nogi i wielokomórkowe ściany. W zarodniach występuje wyraźnie zarysowany pierścień mechaniczny, który ma wygląd wąskiego, niełączącego się paska otaczającego zarodnię. Kiedy pierścień wysycha, ściany zarodni pękają i zarodniki wylewają się.

Zarodniki powstałe w zarodniach są jednokomórkowe i mają grubą otoczkę. Dojrzałe są przenoszone przez prąd powietrza i w sprzyjających warunkach kiełkują, tworząc zieloną wielokomórkową płytkę w kształcie serca ( wyrostek), przyczepione do gleby za pomocą ryzoidów. Prothallus to płciowe pokolenie paproci (gametofit). Antheridia (z plemnikami) i archegonia (z jajami) tworzą się na spodniej stronie przedwzgórza. W obecności wody plemniki przedostają się do archegonii i zapładniają komórki jajowe. Z zygoty rozwija się zarodek, który ma wszystkie główne narządy (korzeń, łodygę, liść i specjalny organ - łodygę, która łączy go z zarodkiem). Stopniowo zarodek zaczyna istnieć niezależnie, a wyrostek umiera.

U paproci heterosporycznych gametofity są zredukowane do rozmiarów mikroskopijnych (zwłaszcza męskie).

Z kłączy samiec paproci(Dryopteris filix-mas), uzyskuje się gęsty ekstrakt, który jest skutecznym środkiem przeciw robakom (tasiemce).

Podkrólestwo roślin wyższych obejmuje rośliny zielone żyjące na lądzie. W zależności od stopnia zróżnicowania tkanek i cech rozmnażania dzieli się je na dwie grupy o nierównej wielkości i znaczeniu - rośliny zarodnikowe wyższe i rośliny nasienne. Rośliny zarodnikowe rozmnażać się i rozprzestrzeniać za pomocą zarodników. Rośliny nasienne Są bardziej złożone morfologicznie, a jednostką ich rozmnażania i rozprzestrzeniania się jest nasiono. W wyższym subkrólestwie znanych jest wiele gatunków roślin kopalnych. Współcześni przedstawiciele są zjednoczeni w pięciu działach roślin zarodnikowych i dwóch oddziałach roślin nasiennych.

Wyższe rośliny zarodnikowe

Wyższe rośliny zarodnikowe zamieszkują ziemię od ponad 400 milionów lat. Pierwsze rośliny były małe i miały po prostu ułożone organy wegetatywne. W procesie ewolucji udoskonalono strukturę wewnętrzną i zewnętrzną. W wyższych roślinach zarodnikowych zarodniki tworzą się w wielokomórkowych zarodniach i są przystosowane do rozprzestrzeniania się przez wiatr. Z zarodników rozwija się gametofit, zwany prothallusem, na którym tworzą się narządy płciowe. Do rozmnażania płciowego wymagana jest woda w postaci kropli. Pokolenia bezpłciowe i płciowe w zarodnikach są reprezentowane przez organizmy niezależne i.

Do roślin wyższych zarodnikowych zalicza się następujące odmiany: mchowate, likofitowe, psilotowate, skrzypopodobne, paprociowate.

Dział mszaków. W tej grupie znajdują się najstarsze i najprościej zaaranżowane rośliny wyższe. Cechą charakterystyczną mchów, odróżniającą je od wszystkich roślin wyższych, jest ich dominacja w cyklu życiowym gametofitu – pokoleniu płciowym. Inne cechy mszaków obejmują:

u najbardziej prymitywnych przedstawicieli ciało jest reprezentowane przez wzgórze. Bardziej zorganizowane są rośliny liściaste;
Mszaki nie mają korzeni; rośliny są przymocowane do podłoża za pomocą ryzoidów;
Mchy nie mają układu przewodzącego, w przeciwieństwie do wszystkich roślin wyższych, mchy są roślinami beznaczyniowymi;
wchłanianie i parowanie wody następuje na całej powierzchni ciała;
Mchy torfowe rozwinęły tkankę magazynującą wodę;
Tkanki mechaniczne nie są rozwinięte, więc mchy są małe i rosną w kępach;
Większość mchów rozmnaża się wegetatywnie (wykorzystując części gałązek, liści, pąków czerwiowych).

Roślina zielonego mchu jest reprezentowana przez gametofit, na którym tworzą się gametangie. Tworzą się na szczycie pędu. Nawożenie możliwe jest tylko w obecności wody. Wiele plemników jest uwalnianych do kropli wody i może być wraz z nią przenoszonych z rośliny na roślinę. Po zapłodnieniu rozwija się sporofit. Jest to pudełko z nogą, za pomocą której przyczepia się do zielonej rośliny gametofitowej i dzięki niej żyje. Sporofit i gametofit na tym etapie reprezentują jakby jedną roślinę. W torebce dojrzewa wiele zarodników, które rozpraszają się i są przenoszone przez wiatr. Wśród mchów występują zarówno organizmy jednopienne, jak i dwupienne.

Mchy to wieloletnie, małe, wiecznie zielone rośliny. W ciągu życia mogą całkowicie wyschnąć, ale po zmoczeniu wracają do sezonu wegetacyjnego. Mchy rosną bardzo powoli, zaledwie kilka milimetrów rocznie. Mchy torfowe są znane jako naturalne środki antyseptyczne; są trudne do gnicia i tworzenia osadów torfu na torfowiskach wysokich. Mchy pełnią ogromne znaczenie w wymianie wody – zatrzymują wodę atmosferyczną i przekształcają ją w wodę gruntową. Ze względu na swoje cechy strukturalne mchy zamieszkują najbardziej wilgotne siedliska. Występują w tundrze, w lasach tajgi, na bagnach wzniesionych i przejściowych. Występują mchy łąkowe i epifityczne.

Mszaki są dość zróżnicowane (ryc. 9.21). Wśród nich znajdują się rośliny thalli płaskie, takie jak marchantia (klasa wątrobowców) - roślina gruntowa w postaci dychotomicznie rozgałęzionej gałązki o wielkości do 10 cm. Marchantię można spotkać w wilgotnych miejscach, w lesie na starych kominkach drewno.

Ryż. 9.21.

1 - Polytrichum vulgaris, czyli len z kukułką (gmina Polytrichum, a- liść, B- pudełka); 2 - marchantia różnorodna ( Marchantia);
3 - opinia ( Mniumutidulatum); 4 - torfowiec ( Torfowiec)

Mchy torfowce występują na całym świecie, zamieszkują torfowiska wysokie i tworzą na nich duże kępy w kształcie poduszek. Mchy torfowe to jasnozielone rośliny, które wysychają i stają się białawe lub jasnobrązowe, dlatego nazywane są białymi mchami.

Mchy torfowe mogą szybko i w dużych ilościach gromadzić wodę w martwych komórkach warstwy wodonośnej.

Najliczniejszą grupę mchów stanowią mchy brie lub mchy prawdziwe. Mech politrichum, czyli len kukułkowy, jest szeroko rozpowszechniony i zamieszkuje lasy iglaste, wilgotne łąki i bagna. Jej łodyga, dorastająca do 40 cm długości, jest gęsto pokryta twardymi, wąskimi liśćmi. W lasach tajgi politrichum tworzy ciągłą pokrywę; takie lasy nazywane są lasami mchowymi.

Sekcja likofity. Do tej grupy zaliczają się rośliny z rozwiniętymi tkankami przewodzącymi. Razem ze skrzypami i paprociami tworzą grupę roślin zarodnikowych naczyniowych.

Mchy to jedna z najstarszych grup roślin. W okresie karbońskim likofity były ogromnymi formami drzewiastymi. Skamieniałe lepidodendrony osiągały wysokość do 30 m. Wraz z innymi wymarłymi roślinami zarodnikowymi tworzyły złoża węgla.

Nowoczesne mchy klubowe to wieloletnie, zimozielone zioła, osiągające wysokość do 15-20 cm. Mchy mają dobrze rozwinięte narządy wegetatywne. Mchy mają długą, pełzającą, dychotomicznie rozgałęzioną łodygę, pokrytą twardymi liśćmi przypominającymi drobne łuski. Z pędu wyrastają korzenie przybyszowe. Pionowe gałęzie kończą się kłoskami zawierającymi zarodniki (ryc. 9.22). Dojrzewające w nich zarodniki są przenoszone przez wiatr i w sprzyjających warunkach kiełkują w bardzo małe (2-3 mm) pędy. Bezbarwny gametofit rozwija się pod ziemią w ciągu 15-20 lat. Pędy mogą istnieć tylko dzięki symbiotycznym grzybom. Na pędach tworzą się gamety, a w obecności wody następuje zapłodnienie, po którym rozwija się nowa roślina sporofitowa. Mchy mogą również rozmnażać się wegetatywnie, przez części łodygi.

Zarodniki mchu zawierają dużo oleju. Wcześniej wykorzystywano je w pirotechnice, do wykonywania małych i kształtnych form odlewniczych (odlewanie artystyczne w Kasli), jako proszek dla niemowląt, do posypywania tabletek.

We współczesnej florze launovides zajmują skromną pozycję. Głównymi przedstawicielami działu były gatunki z rodzaju Moss club, związane z lasami iglastymi Azji i Ameryka Północna(mech roczny, klubowiec, baran). W cieplejszych siedliskach powszechne są małe rośliny z rodzaju Selaginella. Interesujące jest to, że wytwarza dwa rodzaje zarodników - mikro- i megaspory, z których rozwijają się heteroseksualne narośla. To nowe zjawisko dla roślin lądowych – heterosporność – będzie rozwijać się w grupach bardziej zaawansowanych ewolucyjnie.

Ryż. 9.22. Mech pospolity (Lycopodium clavatum):

1 - ogólny wygląd sporofitu; 2 - sporofil ze sporangium; 3 - spór obu stron; 4 - wyrostek; 5 - przedwzgórze z młodym sporofitem

Sekcja skrzypu. To najmniejszy dział wśród roślin zarodnikowych. W okresie karbońskim skrzypy przybierały różnorodne formy. Wymarłe drzewiaste kalamity utworzyły lasy bagienne. Współczesne skrzypy to wieloletnie rośliny zielne. Ze względu na cechy strukturalne ciała wegetatywnego skrzypy nazywane są również przegubowymi - pęd ma wyraźną strukturę metameryczną. Metamer to puste międzywęźle i okółek bocznych gałęzi. Liście na pędzie są zredukowane i zamienione w małe włosie. Znajdują się naprzeciwko siebie na bocznych pędach i tworzą okółek w węzłach pędu głównego. Funkcja fotosyntezy została przeniesiona na zielone łodygi. Często powłoka skrzypu jest impregnowana krzemionką, dlatego rośliny te są bardzo trudne w dotyku. Z podziemnego poziomego kłącza wyrastają korzenie przypadkowe; na kłączu często tworzą się guzki wypełnione skrobią. Wiosną z kłącza wyrastają pionowe pędy zarodnikowe, mają jasnobrązowy kolor i pełnią jedynie funkcję rozmnażania. Latem na tych samych kłączach rozwijają się zielone pędy wegetatywne. U niektórych skrzypów zarodnie tworzą się na zielonych pędach, tj. Funkcje wegetatywne i zarodnikowe nie są oddzielone. Zarodnie znajdują się w wierzchołkowych kłoskach zarodnikowych; sporofile mają oryginalną strukturę w postaci sześciokątnej tarczy. Z zarodników wyrastają pędy w kształcie małych zielonych płytek. Pędy rozwijają się szybko, a po kilku tygodniach rozwijają się na nich antheridia i archegonia, po zapłodnieniu zaczyna rozwijać się młody sporofit. Do nawożenia, podobnie jak rośliny zarodnikowe, potrzebna jest woda. Rośliny z powodzeniem rozmnażają się wegetatywnie, wykorzystując części podziemnych kłączy.

Skrzypy to głównie rośliny półkuli północnej; żyją w wilgotnych, kwaśnych glebach w wilgotnych lasach, bagnach, wilgotnych łąkach i polach. W cenozach kulturowych skrzypy są szkodliwymi chwastami. Typowymi przedstawicielami tego działu są skrzyp leśny, skrzyp bagienny, skrzyp polny (ryc. 9.23) i skrzyp rzeczny.

Ryż. 9.23. Skrzyp (Equisetum polne):

1 - ogólny widok sporofitu (A - pędy wegetatywne z okółkowymi gałęziami bocznymi, B - pędy wiosenne zarodnikowe);
2 - sporofil - tarczka na górnej i dolnej stronie; 3 - kuliste zarodniki ze skręconymi elaterami; 4 - spory z nieskręconymi naciągaczami

Podział paprociowy. Starożytne paprocie kopalne wraz z innymi wymarłymi mchami klubowymi i skrzypami tworzyły gęste lasy karbońskie. We współczesnej roślinności przedstawiciele tego działu są najczęstszymi roślinami zarodnikowymi. Większość z nich żyje w wilgotnych tropikach. Występują paprocie drzewiaste do 20 m wysokości, formy zielne, epifity i liany. Paprocie umiarkowane to rośliny zielne z wieloletnimi podziemnymi kłączami, które co roku wytwarzają kępy dużych, nowych liści. Liście mają charakterystyczną cechę - wyrastają z wierzchołka, podobnie jak łodyga. Liście nierozwinięte są złożone w kształcie ślimaka; gdy rosną, rozkładają się w płaski liść, podzielony na ogonek i blaszkę liściową. Ten liść ma swoją nazwę - liść. Większość paproci ma pierzaste liście. Niektóre paprocie mają oddzielne liście wegetatywne i reprodukcyjne - sporofile.

Zielona paproć to sporofit. Zarodnie u paproci znajdują się na spodniej stronie liści, w grupach zwanych sori. U wielu gatunków sori są chronione specjalną zasłoną, która chroni zarodniki przed wysychaniem. Paprocie charakteryzują się różnymi urządzeniami do rozpraszania zarodników. Zarodniki posiadają wielowarstwową otoczkę, dobrze znoszą niekorzystne warunki i długo zachowują zdolność kiełkowania. Z zarodników rozwija się prothallus - jest to niezależnie żyjąca biseksualna zielona płytka o wielkości do 5 mm. Gamety rozwijają się na wodzie, a zapłodnienie następuje przy udziale wody. Z zygoty rozwija się nowa paproć.

Paprocie są dobrze przystosowane do różnych warunków środowiskowych, rosną na całym świecie i występują w różnorodnych siedliskach, najczęściej w wilgotnych lasach, bagnach i łąkach. Paprocie są szeroko rozpowszechnione w lasach strefy umiarkowanej - są to orlica, tarczówka (ryc. 9.24), kochedednik, struś i wiele innych. Występują formy odporne na suszę, skalne (z rodzajów Woodsia, Asplenium, Polypodium) i rosnące w wodzie, np. pływająca salwinia paprociowa.

Ryż. 9.24.

1 - pojawienie się paproci (pokolenie bezpłciowe); 2 - segment liścia od spodu (widoczne są zarośla przykryte kocem); 3 - odcinek sorusa, A - zarodnie, B - okładka; 4 - oddzielna zarodnia, z której

zarodniki się wysypują

Królestwo roślin - Rośliny, warzywa

Ogólna charakterystyka królestwa

Przedstawiciele królestwa to wysoce wyspecjalizowane organizmy autotroficzne, które żywią się procesem fotosyntezy tlenowej. Ich ciało jest zwykle podzielone na łodygę, korzeń, liść i są dobrze przystosowane do życia w środowisku gruntowo-powietrznym. Komórki roślinne mają gęstą ścianę komórkową zbudowaną z celulozy. Głównym produktem rezerwowym jest skrobia. Rozmnażanie jest wegetatywne, bezpłciowe (zarodniki) i płciowe (oogamia); Gamety męskie albo mają undulipodia (plemniki), albo ich nie mają (plemniki). Cechą charakterystyczną jest naprzemienność pokoleń płciowych (gametofit) i bezpłciowych (sporofit) z przewagą diploidalnego pokolenia bezpłciowego. Zygota u roślin daje początek zarodkowi, który następnie rozwija się w sporofit.

Królestwo roślin obejmuje co najmniej 300 tysięcy gatunków (obecnie istniejących i wymarłych), należących do 9 działów - nosorożców ( Rynofita) i półpaśca ( Zosterophyllophyta) (obecnie wymarły), mszaki ( Btyophyta), likofity ( Lycopodiophyta), psilotoidy ( Psilotofita), skrzyp ( ekwisetofita), pteridofity ( Polipodiofita), nagonasienne ( Pinofita) i okrytozalążkowe ( Magnoliofita). Przedstawiciele obecnie istniejących podziałów, z wyjątkiem mszaków, charakteryzują się przewagą w cyklu rozwojowym pokolenia bezpłciowego (sporofit), które posiada naczynia i (lub) tchawice. Ze względu na tę ostatnią okoliczność rośliny te nazywane są naczyniowymi.

Rośliny dzielą się na dwie grupy: zarodnik I nasienie. W zarodniku U roślin sporogeneza i gametogeneza są rozdzielone w czasie i przestrzeni: sporofity i gametofity są odrębnymi fizjologicznie niezależnymi organizmami. Jednostką rozmnażania są zarodniki. U nasienie Gametofity roślinne są znacznie zredukowane i nie są organizmami niezależnymi fizjologicznie. Jednostką reprodukcji jest nasienie.

Rośliny zarodnikowe są pierwszymi osadnikami na lądzie, z których w procesie ewolucji dały początek roślinom nasiennym.

Rośliny zarodnikowe

Obejmuje następujące istniejące działy: mszaki ( Bryophyta), likofity ( Lycopodiophyta), psilotoidy ( Psilotofita), skrzyp ( ekwisetofita), pteridofity ( Polipodiofita).

Rośliny zarodnikowe pojawiły się pod koniec okresu syluru, ponad 400 milionów lat temu. Pierwsi przedstawiciele roślin zarodnikowych byli niewielkich rozmiarów i mieli prostą budowę, jednak już u roślin pierwotnych zaobserwowano różnicowanie na narządy elementarne. Poprawa narządów odpowiadała powikłaniom struktury wewnętrznej i ontogenezy. W cyklu życiowym następuje naprzemienność metod rozmnażania płciowego i bezpłciowego i związana z tym przemiana pokoleń. Przedstawiono pokolenie bezpłciowe diploidalny sporofit, seksualny – haploidalny gametofit.

Dział Mszaki – Bryophyta

Mchy rozmnażają się przez zarodniki, ale mogą także rozmnażać się wegetatywnie – przez oddzielne części ciała lub specjalne zawiązki czerwowe.

Wydział dzieli się na trzy klasa: Anthocerotes (100 gatunków, sześć rodzajów roślin plechowych), mchy wątrobowe i liściaste.

Klasa Mchy wątrobowe (Hepaticopsida )

Plechy są dwupienne, narządy rozmnażania płciowego rozwijają się na specjalnych pionowych podporach gałęzi.

Klasa Mchy liściaste (Bryopsida lub Musci).

Mchy andriejowe (trzy rodzaje, 90 gatunków) są powszechne w zimnych regionach, podobne wyglądem do mchów zielonych, a budową liści i torebek - do mchów torfowców.

Cykl rozwojowy lnu kukułkowego (ryc. 11.2).

Gametofity lnu kukułkowego są dwupienne. Wczesną wiosną na wierzchołkach samców rozwijają się antheridia, a na samicach archegonia.

Podklasa Sphagnum lub Białe mchy (Sphagnidae)

Mchy torfowce obejmują ponad 300 gatunków jednego rodzaju torfowiec(Torfowiec) (ryc. 11. 3).

Sekcja Lycopods – Lycopodiophyta

Istnieją dwie nowoczesne klasy: homosporyczne Lycophytes i heterosporous Polushnikovye.

Klasa Mech (Lycopodiopsida)

Z całej klasy do dziś przetrwały cztery rodzaje.

Ryż. 11. 4. Maczuga mchowa.

Rodzaj dyfazjastrum (Difazjastrum). Przedstawiciel rodzaju Diphasiastrum oblates (D. complanatum) rośnie na suchych glebach piaszczystych w lasach sosnowych.

Cykl rozwoju na przykładzie mchu klubowego (ryc. 11.5).

W oficjalnej medycynie zarodniki mchu używano jako pudru dla niemowląt i otoczki tabletek. Pędy barana zwyczajnego stosuje się w leczeniu pacjentów cierpiących na przewlekły alkoholizm.

Zajęcia na pół etatu (Izoetopsida)

Selaginella (Selaginella) wśród współczesnych rodzajów ma największą (około 700) liczbę gatunków.

Departament Skrzypów – ekwisetofita

Do chwili obecnej przetrwał tylko jeden rodzaj - skrzyp (Equisetum), reprezentowane przez 30-35 gatunków, rozmieszczonych na wszystkich kontynentach.

We wszystkich typach skrzypu łodygi mają strukturę segmentową z wyraźną naprzemiennością węzłów i międzywęźli. Liście są zredukowane do łusek i ułożone w okółki w węzłach. Tworzą się tu także gałęzie boczne. Funkcję asymilacyjną pełnią łodygi zielone, których powierzchnia jest powiększona poprzez użebrowanie, a ścianki komórek naskórka impregnowane są krzemionką. Część podziemną reprezentuje wysoko rozwinięty kłącze, w węzłach których tworzą się korzenie przypadkowe. U skrzyp(Equisetum polne) boczne gałęzie kłącza służą jako miejsce odkładania się substancji rezerwowych, a także narządy rozmnażania wegetatywnego (ryc. 11. 6).

Dywizja Paprocie – Polipodiofita

Drzewa, z kolumnowymi, nierozgałęzionymi pniami do 20 metrów wysokości, rosną w lasach Australii, Ameryki Południowej i Azji. W centralnej strefie naszego kraju paprocie są wieloletnimi ziołami kłączowymi. Wiele paproci, podobnie jak mchy, jest wskaźnikami rodzaju gleby i lasu. Powszechny w lasach jasnych, na glebach piaszczystych lub suchych bielicach orlica pospolita(Pteridium aquilinum); na wilgotnych, bogatych glebach nomadzi(Atyrium) i duży las chronić owady (dryopteris)(ryc. 11.7).

Ryż. 11. 7. Tarcza męska: A– sporofit: a – widok ogólny; b – sori na spodniej stronie liścia; c – odcinek sorusa (1 – indusium, 2 – łożysko, 3 – sporangium); d – zarodnia (4 – pierścień); B– gametofit: 5 – plemniki; 6 – przedwzgórze od strony dolnej (t – plecha, p – ryzoidy, łuk – archegonia, an – antheridia); 7 – uwolnienie plemnika z antheridium; 8 – archegonium z jajkiem.

Cykl rozwojowy paproci homosporycznych

U paproci heterosporycznych gametofity są zredukowane do rozmiarów mikroskopijnych (zwłaszcza męskie).

Z kłączy samiec paproci(Dryopteris filix-mas), uzyskuje się gęsty ekstrakt, który jest skutecznym środkiem przeciw robakom (tasiemce).

Podkrólestwo roślin wyższych obejmuje wielokomórkowe organizmy roślinne, którego ciało jest podzielone na narządy - korzeń, łodygę, liście. Ich komórki są zróżnicowane w tkanki, wyspecjalizowane i pełnią określone funkcje.

Zgodnie z metodą rozmnażania rośliny wyższe dzielą się na zarodnik I nasienie. Do roślin zarodnikowych należą mchy, mchy, skrzypy i paprocie.

Mchy- To jedna z najstarszych grup roślin wyższych. Przedstawiciele tej grupy mają najprostszą budowę, ich ciało jest podzielone na łodygi i liście. Nie mają korzeni, a te najprostsze – mchy wątrobowe – nie mają nawet podziału na łodygę i liście; korpus ma wygląd plechy. Mchy przyczepiają się do podłoża i za pomocą nich absorbują wodę wraz z rozpuszczonymi w niej minerałami ryzoidy– narosty zewnętrznej warstwy komórek. To jest w zasadzie byliny małe rozmiary: od kilku milimetrów do kilkudziesięciu centymetrów (ryc. 74).

Ryż. 74. Mchy: 1 – Marchantia; 2 – len kukułkowy; 3 – torfowiec

Wszystkie mchy charakteryzują się naprzemiennymi pokoleniami płciowymi (gametofit) i aseksualny (sporofit), a haploidalny gametofit dominuje nad diploidalnym sporofitem. Ta cecha wyraźnie odróżnia je od innych roślin wyższych.

Na roślinie liściastej lub plechy komórki rozrodcze rozwijają się w narządach płciowych: plemniki I jajka. Zapłodnienie następuje tylko w obecności wody (po deszczu lub podczas powodzi), przez którą przemieszczają się plemniki. Z powstałej zygoty rozwija się sporofit - sporogon z torebką na łodydze, w której tworzą się zarodniki. Po dojrzewaniu kapsułka otwiera się, a zarodniki przenoszone są przez wiatr. Po wrzuceniu do wilgotnej gleby zarodniki kiełkują i dają początek nowej roślinie.

Mchy to dość pospolite rośliny. Obecnie istnieje około 30 tysięcy gatunków. Są bezpretensjonalne, wytrzymują silne mrozy i długotrwałe upały, ale rosną tylko w wilgotnych, zacienionych miejscach.

Ciało mchy wątrobowe rzadko rozgałęzia się i jest zwykle reprezentowany przez plechę w kształcie liścia, z tyłu której wychodzą ryzoidy. Osiadają na skałach, kamieniach, pniach drzew.

W lasach iglastych i na bagnach można znaleźć mech - len kukułkowy Jej łodygi, obsadzone wąskimi liśćmi, rosną bardzo gęsto, tworząc na ziemi ciągłe zielone dywany. Len kukułkowy jest przyczepiony do gleby za pomocą ryzoidów. Len Kukushkin jest rośliną dwupienną, co oznacza, że u niektórych osobników rozwijają się komórki rozrodcze męskie, a u innych żeńskie. Po zapłodnieniu rośliny żeńskie wytwarzają kapsułki z zarodnikami.

Bardzo rozpowszechnione biały, Lub torfowiec, mchy. Gromadząc w swoich organizmach duże ilości wody, przyczyniają się do podlewania gleby. Dzieje się tak dlatego, że liście i łodyga torfowca wraz z komórkami zielonymi zawierającymi chloroplasty posiadają martwe, bezbarwne komórki z porami. To one pochłaniają wodę 20 razy więcej niż ich masa. Sphagnum nie ma ryzoidów. Jest przymocowany do gleby za pomocą dolnych części łodygi, które stopniowo obumierając zamieniają się w torf torfowiec. Dostęp tlenu do warstwy torfu jest ograniczony, ponadto torfowiec wydziela specjalne substancje, które zapobiegają namnażaniu się bakterii. Dlatego różne przedmioty, martwe zwierzęta i rośliny wpadające do torfowiska często nie gniją, ale są dobrze zachowane w torfie.

W przeciwieństwie do mchów, inne mchy zarodnikowe mają dobrze rozwinięty system korzeniowy, łodygi i liście. Ponad 400 milionów lat temu dominowały wśród organizmów drzewnych na Ziemi i tworzyły gęste lasy. Obecnie jest to kilka grup, głównie roślin zielnych. W cyklu życiowym dominującym pokoleniem jest diploidalny sporofit, na którym tworzą się zarodniki. Zarodniki przenoszone są przez wiatr i w sprzyjających warunkach kiełkują, tworząc małe wyrostek – gametofit. Jest to zielona płytka o wielkości od 2 mm do 1 cm. Na przedwzgórzu powstają gamety męskie i żeńskie - plemniki i komórki jajowe. Po zapłodnieniu z zygoty rozwija się nowa dorosła roślina – sporofit.

Mchy mchowe- bardzo starożytne rośliny. Naukowcy uważają, że pojawiły się około 350–400 milionów lat temu i utworzyły gęste lasy drzew o wysokości do 30 m. Obecnie pozostało ich bardzo niewiele i są to wieloletnie rośliny zielne. W naszych szerokościach geograficznych najbardziej znany mech klubowy(ryc. 75). Można go spotkać w lasach iglastych i mieszanych. Łodyga mchu klubowego pełzającego po ziemi jest przymocowana do gleby korzeniami przybyszowymi. Małe, szydełkowate liście gęsto pokrywają łodygę. Mchy rozmnażają się wegetatywnie – przez odcinki pędów i kłączy.

Ryż. 75. Paprocie: 1 – skrzyp; 2 – mech klubowy; 3 – paproć

Sporangie rozwijają się na wyprostowanych pędach zebranych w formie kłosków. Dojrzałe małe zarodniki są przenoszone przez wiatr i zapewniają rozmnażanie i rozprzestrzenianie się rośliny.

Skrzypy- małe wieloletnie rośliny zielne. Mają dobrze rozwinięty kłącze, z którego wyrastają liczne korzenie przybyszowe. Łodygi przegubowe, w przeciwieństwie do łodyg mchów klubowych, rosną pionowo w górę, z pędami bocznymi wystającymi z głównej łodygi. Łodyga zawiera okółki bardzo małych, łuskowatych liści. Wiosną na zimujących kłączach wyrastają brązowe pędy wiosenne z kłoskami zarodnikowymi, które po dojrzewaniu zarodników obumierają. Pędy letnie są zielone, rozgałęziają się, dokonują fotosyntezy i magazynują składniki odżywcze w kłączach, które zimują i wiosną tworzą nowe pędy (patrz ryc. 74).

Łodygi i liście skrzypu są twarde i impregnowane krzemionką, więc zwierzęta ich nie jedzą. Skrzypy rosną głównie na polach, łąkach, bagnach, wzdłuż brzegów zbiorników wodnych, rzadziej w lasach sosnowych. Skrzyp, trudny do wykorzenienia chwast upraw polowych, stosowany jako roślina lecznicza. Łodygi różne typy Skrzyp, ze względu na obecność krzemionki, stosowany jest jako materiał polerski. Skrzyp trujący dla zwierząt.

Paprocie, podobnie jak skrzypy i mchy klubowe, były kwitnącą grupą roślin w okresie karbonu. Obecnie istnieje około 10 tysięcy gatunków, z których większość występuje w tropikalnych lasach deszczowych. Rozmiary współczesnych paproci wahają się od kilku centymetrów (trawy) do kilkudziesięciu metrów (drzewa wilgotnych tropików). Paprocie naszych szerokości geograficznych to rośliny zielne o skróconej łodydze i pierzastych liściach. Pod ziemią znajduje się kłącze - podziemny pęd. Z pąków nad powierzchnią rozwijają się długie, złożone, pierzaste liście – liście. Mają wzrost wierzchołkowy. Z kłącza wychodzą liczne korzenie przybyszowe. Liście paproci tropikalnych osiągają długość 10 m.

Na naszym terenie najliczniej występują paprocie. orlica, samiec tarczówki itp. Wiosną, gdy tylko gleba się rozmrozi, z kłącza wyrasta skrócona łodyga z rozetą pięknych liści. Latem na spodniej stronie liści pojawiają się brązowe guzki - sory, reprezentujące skupiska zarodni. Tworzą się w nich zarodniki.

Młode liście paproci męskiej są wykorzystywane przez ludzi jako pokarm i roślina lecznicza. Liście paproci służą do ozdabiania bukietów. W krajach tropikalnych na polach ryżowych uprawia się niektóre rodzaje paproci, aby wzbogacić glebę w azot. Część z nich stała się dekoracyjna, szklarniowa i rośliny domowe, Na przykład nefrolepis.

Główną różnicą między nagonasiennymi a wcześniej badanymi roślinami jest obecność nasion i redukcja gametofitu. U dorosłej rośliny – sporofitu, następuje powstawanie komórek rozrodczych, zapłodnienie i dojrzewanie nasion. Nasiona lepiej znoszą niesprzyjające warunki i sprzyjają rozprzestrzenianiu się rośliny.

Rozważmy cechy reprodukcji nagonasienne na przykładzie sosny (ryc. 76). Wiosną, pod koniec maja, w jasnozielonych męskich szyszkach sosny tworzy się pyłek – męski gametofit zawierający komórki płciowe – dwa plemniki. Sosna zaczyna „zbierać kurz”, wiatr niesie chmury pyłku. Na szczytach pędów rozwijają się żeńskie czerwonawe szyszki składające się z łusek. Mają dwa jaja otwarcie (nago), stąd nazwa - nagonasienne. W zalążkach dojrzewają dwa jaja. Pyłek spada bezpośrednio na zalążki i rośnie wewnątrz. Następnie łuski są szczelnie zamykane i sklejane żywicą. Po zapłodnieniu powstaje nasiono. Nasiona sosny dojrzewają 1,5 roku po zapyleniu. Brązowieją, łuski się rozsuwają, dojrzałe nasiona ze skrzydełkami wysypują się i niesione są przez wiatr.

Ryż. 76. Cykl rozwojowy drzew iglastych (sosny): 1 – szyszka męska; 2 – mikrosporofil z mikrosporangium; 3 – pyłek; 4 – stożek żeński; 5 – megasporofil; 6 – skala z dwoma zalążkami; 7 – łuski z dwoma nasionami w szyszce trzeciego roku; 8 – sadzonka

Klasa iglasta zawiera około 560 współczesnych gatunków roślin. Wszystkie drzewa iglaste to drzewa i krzewy. Nie ma wśród nich ziół. Są to sosny, jodła, świerk, modrzew, jałowiec. Tworzą lasy iglaste i mieszane, które zajmują ogromne przestrzenie. Rośliny te mają swoją nazwę ze względu na ich osobliwe liście - igły Zwykle mają kształt igieł, pokryte warstwą kutikuli, ich aparaty szparkowe zanurzone są w miąższu liścia, co ogranicza parowanie wody. Wiele drzew to drzewa wiecznie zielone. Wśród lasów iglastych nasze lasy są znane i powszechne różne typy sosny – Sosna zwyczajna, sosna syberyjska (cedr) itp. Są to wysokie, potężne drzewa (do 50–70 m) z dobrze rozwiniętym, głęboko zakorzenionym systemem korzeniowym i zaokrągloną koroną, umiejscowione na wierzchołkach dorosłych roślin. Igły występują u różnych gatunków, po 2, 3, 5 sztuk w pęczku.

W Rosji występuje dziewięć gatunków świerka: świerk pospolity (europejski), syberyjski, kanadyjski (niebieski) itp. W przeciwieństwie do sosny korona świerka jest piramidalna, a system korzeniowy jest powierzchowny. Igły są ułożone pojedynczo.

Drewno sosnowe i świerkowe – dobre materiał budowlany Otrzymuje się z niego żywicę, terpentynę, kalafonię i smołę. Nasiona i igły służą jako pokarm dla ptaków i zwierząt. Zawierają dużą ilość witaminy C. Orzeszki piniowe są zbierane przez miejscową ludność i wykorzystywane do celów spożywczych.

Duże znaczenie ma także jodła syberyjska, rośnie w Rosji. Jego drewno wykorzystuje się do wyrobu instrumentów muzycznych.

W przeciwieństwie do wiecznie zielonych sosen i świerków, modrzewie są drzewami liściastymi. Ich igły są miękkie i płaskie. Najczęściej Modrzew syberyjski I Daurian Ich drewno jest mocne, trwałe i dobrze odporne na gnicie. Stosowany jest w przemyśle stoczniowym, do produkcji parkietów, mebli, do produkcji terpentyny i kalafonii. Uprawiana jest także w parkach jako roślina ozdobna.

Do drzew iglastych zalicza się także cyprys, tuję i jałowiec. Jałowiec pospolity - zimozielony krzew, występujący niemal wszędzie. Jej szyszki są w kształcie jagód, soczyste, drobne, wykorzystywane są w medycynie i jako żywność.

Jednym z najwyższych (do 135 m) drzew na świecie jest sekwoja, czyli mamut. Pod względem wysokości ustępuje jedynie eukaliptusowi.

Bardziej starożytne nagonasienne są przedstawicielami innej klasy - cyklady. Rozkwit osiągnęły w okresie karbonu. Występują we wszystkich częściach świata z wyjątkiem Europy i wyglądem przypominają palmę. Kolejnym przedstawicielem reliktowych nagonasiennych jest ginkgo. Drzewa te przetrwają tylko w Japonii, Korei i Chinach.

Okrytozalążkowe. Okrytozalążkowe, czyli rośliny kwitnące, pojawiły się stosunkowo niedawno, około 150 milionów lat temu, ale szybko rozprzestrzeniły się i podbiły całą naszą planetę. Teraz jest to największa grupa roślin, licząca około 250 tysięcy gatunków.

Są to najlepiej zorganizowane rośliny wyższe. Mają złożone narządy, wysoce wyspecjalizowane tkanki i bardziej zaawansowany system przewodzący. Charakteryzują się intensywnym metabolizmem, szybkim wzrostem i dużą zdolnością adaptacji do różnych warunków środowiskowych.

Główna cecha tych roślin jest to, że zalążek jest chroniony przed niekorzystnymi wpływami i znajduje się w jajniku słupka. Stąd ich nazwa – okrytozalążkowe. Okrytozalążkowe mają kwiat - narząd generacyjny i nasiona chronione przez owoc. Kwiat służy do przyciągania zapylaczy (owadów, ptaków), chroni narządy rozrodcze - pręciki i słupek.

Rośliny kwitnące reprezentowane są przez wszystkie trzy formy życia: drzewa, krzewy, zioła. Wśród nich znajdują się zarówno rośliny jednoroczne, jak i wieloletnie. Część z nich po raz drugi przeniosła się do życia w wodzie, tracąc lub upraszczając niektóre narządy i tkanki. Na przykład rzęsa, elodea, grot strzały, lilia wodna. Rośliny kwiatowe to jedyna grupa roślin tworząca na lądzie złożone, wielowarstwowe zbiorowiska.

Okrytozalążkowe dzieli się na dwie klasy w zależności od liczby liścieni w zarodku nasiennym: dwuliścienny I jednoliścienne(Tabela 5).

Rośliny dwuliścienne– klasa liczniejsza, obejmuje ponad 175 tysięcy gatunków, zrzeszonych w 350 rodzinach. Charakterystyczne cechy klasa: system korzeniowy jest zwykle korzeniowy, ale w formach zielnych może być również włóknisty; obecność kambium i zróżnicowanie kory, drewna i rdzenia w łodydze; liście są proste i złożone, z żyłkowaniem siateczkowym i łukowatym, ogonkowe i siedzące; kwiaty są cztero- i pięcioczłonowe; Zarodek nasienny ma dwa liścienie. Najbardziej znane rośliny to rośliny dwuliścienne. Są to wszystkie drzewa: dąb, jesion, klon, brzoza, wierzba, osika itp.; krzewy: głóg, porzeczka, berberys, czarny bez, bz, leszczyna, rokitnik itp., a także liczne rośliny zielne: chaber, jaskier, fiołek, komosa ryżowa, rzodkiewka, buraki, marchew, groszek itp.

Jednoliścienne stanowią około 1/4 wszystkich okrytozalążkowych i zrzeszają około 60 tysięcy gatunków.

Cechy charakterystyczne tej klasy: włóknisty system korzeniowy; łodyga jest przeważnie zielna, nie ma kambium; liście są proste, często z żyłkami łukowatymi i równoległymi, siedzące i pochwowe; kwiaty trójczłonowe, rzadko cztero- lub dwuczłonowe; Zarodek nasienny ma jeden liścień. Dominujący forma życia jednoliścienne - zioła, formy wieloletnie i jednoroczne, drzewiaste są rzadkie.

Są to liczne zboża, agawy, aloes, storczyki, lilie, trzciny, turzyce. Do drzew jednoliściennych zalicza się palmy (daktyl, kokos, Seszele).