Понятие о низших и высших растениях

Низшие растения (Tallobionta) представляют собой сборную группу самостоятельных отделов, которые отличаются один от другого комплексом признаков, жизненных свойств и происхождением и в то же время характеризуются наличием общих признаков, позволяющих объединить эти отделы в одну категорию - низшие растения.

Характерной особенностью представителей низших растений является отсутствие расчленения их тела на корни, стебли и листья, что свойственно высшим - листостебельным растениям. Тело низших растений, не расчленённое на отдельные органы, называется талломом, или слоевищем, поэтому низшие растения часто называются талломными, или слоевцовыми. Слоевище бывает одноклеточным и многоклеточным, имеет различную величину (от нескольких микрометров до 30 м, как, например, у бурых водорослей). Низшие растения имеют слаборазвитую дифференциацию клеток, сосудистые пучки у них отсутствуют. Женский половой орган - оогоний, как правило, одноклеточный.

По способу питания представители низших растений делятся на 2 резко различающиеся группы: гетеротрофные и автотрофные растения. Одни представители низших растений (большинство бактерий, слизевики и грибы) не содержат хлорофилла и, следовательно, неспособны к фотосинтезу; эти растения питаются за счёт готовых органических веществ - гетеротрофно. Остальные представители отдела низших растений имеют хлорофилл и, следовательно, способны фотосинтезировать, т. е. питаются автотрофно (водоросли и лишайники).

Для большинства представителей низших растений характерно также широкое географическое распространение в самых разнообразных условиях.

Высшие растения (Embryobionta) отличаются от низших сложным строением тела, которое расчленено на стебель, лист и у преобладающего большинства - корень. Характерной особенностью высших растений является также наземный образ жизни. Это обычно сухопутные растения, они развиваются в воздушной среде. В процессе длительной эволюции у высших растений выработалось много различных приспособлений к наземному образу жизни, одновременно с дифференциацией органов усложнилось и анатомическое строение. Поэтому высшие растения называют иначе листостебельными, или кормофитами.

Существует несколько теорий о происхождении высших растений. В настоящее время считается, что высшие растения имели монофилитическое происхождение, т. е. они произошли от одного общего предка. Таким предком высших растений были морские водоросли, но какие, до сих пор точно не установлено. Наиболее вероятно, что высшие растения произошли от вымерших форм бурых водорослей.

Выход растений на сушу осуществлялся постепенно. Первые наземные растения имели ещё талломное строение. Постепенно талломные формы усложнялись, приобретали расчленение тела и образовывали листостебельные формы.

"Завоевание" суши было грандиозным событием в жизни растений. Победителями оказались те растения, которые приспособились к новым условиям обитания благодаря развитию специализированных органов: 1) листьев, при помощи которых осуществляется фотосинтез; 2) стеблей, на которых формируются листья и благодаря которым осуществляется связь между листьями и корнями в передвижении питательных веществ; 3) корней, расположенных в почве, в которой они закреплялись и из которой поглощали питательные вещества; 4) репродуктивных органов - семян, у более высокоорганизованных высших растений, а также цветков и плодов (у покрытосеменных).

Наличие водных форм у существующих цветковых растений (ряска, кувшинка и др.). - явление вторичное.

Представители высших растений являются многоклеточными организмами. Они обладают разнообразными специализированными тканями, в том числе хорошо выраженной проводящей системой, механическими и покровными тканями, которые развивались и совершенствовались по мере эволюции высших растений.

Половой процесс усложнился, появились многоклеточные половые органы - архегоний, в которых развиваются яйцеклетка, и антеридии (в них формируются многочисленные сперматозоиды).

Архегоний имеет колбообразную форму, нижняя расширенная часть его называется брюшком, в нем развивается яйцеклетка; верхняя узкая часть называется шейкой. К моменту оплодотворения шейка архегония ослизняется внутри, что способствует проникновению сперматозоида к яйцеклетке. Следовательно, у большинства растений яйцеклетка защищена архегонием. Антеридий - орган овальной формы с отверстием для выхода зрелых сперматозоидов.

В процессе эволюции происходила постепенная редукция половых органов у высших растений, и покрытосеменные как наиболее высокоорганизованные уже не имеют ни антеридиев, ни архегониев.

Постепенно произошли значительные изменения в строении мужских гамет. Подвижные, обладающие жгутиками сперматозоиды, присущие низшим и споровым высшим растениям, заменены у более совершенных высших растений (голосеменных и покрытосеменных) спермиями, которые не имеют жгутиков. Спермии потеряли способность к передвижению в воде. И если у более древних высших растений, таких, как мхи, плауны, хвощи и папоротники, наблюдается ещё зависимость полового процесса от водной среды, то для более высокоорганизованных (преобладающее большинство голосеменных и все покрытосеменные) характерна полная независимость полового размножения от капельно-жидкой воды. У этих групп растений мужские гаметы - спермии - передвигаются к яйцеклетке с помощью пыльцевой трубки.

У высших растений хорошо выражена ритмичная смена поколения: полового (гаметофит) и бесполого (спорофит).

Для большинства высших растений характерно при чередовании поколений доминирование спорофита над гаметофитом. Только мохообразные представляют исключение, так как у них большего развития достигает гаметофит, а спорофит, наоборот, значительно редуцирован.

Высокоорганизованным высшим растениям свойственно наличие нового органа - семени с зародышем, которое появилось в результате исторического развития.

Первыми наземными растениями считаются вымершие псилофиты, которые имели проводящую систему, покровные ткани и были уже достаточно приспособлены к наземному образу жизни.

Высшие растения представлены огромным разнообразием и занимают на суше господствующее положение. Насчитывается свыше 300 тыс. видов высших растений, наибольшее количество которых относится к отделу покрытосеменные (цветковые).

Все высшие растения по характеру размножения условно делятся на 2 большие группы: высшие споровые и семенные растения. К высшим споровым растениям относятся 5 отделов: 1) моховидные; 2) псилофитовидные; 3) плауновидные; 4) хвощевидные; 5) папоротниковидные.

Характерной отличительной особенностью семенных растений является наличие у них семени, которое отсутствует у ранее рассмотренных растений. Семенные растения размножаются и распространяются преимущественно семенами, в этом и заключается их основное отличие от высших споровых растений, которые размножаются спорами.

С точки зрения эволюционного развития образование семян у растений является прогрессирующим приспособлением в борьбе за существование по сравнению с размножением спорами. Спора представляет собой одну клетку, а семя в отличие от споры - многоклеточное образование. Семя несет зародыш, который имеет в зачаточном состоянии все органы растения: корень, стебель, листья. Кроме того, зародыш обеспечен запасом питательных веществ, которые необходимы ему при прорастании и в первое время существования его проростка. Таким образом, появление семян у растений способствовало расселению их на более сухих местах.

Процесс оплодотворения у семенных растений не связан с водной средой: мужские гаметы (спермии) утеряли подвижность и переносятся к женской гамете (яйцеклетке) пыльцевой трубкой, что явилось большим преимуществом семенных растений в их борьбе за "завоевание" суши. С появлением семян у семенных растений произошло ещё большее уменьшение полового поколения (гаметофита), и, наоборот, бесполое поколение (спорофит) получило большее развитие. Спорофит - само растение - у семенных растений достигает часто больших размеров - дерево сосны, дуба и др., тогда как гаметофит представляет собой микроскопически малое образование.

Эта группа растений объединяет 2 отдела высших растений: голосеменные и покрытосеменные, которые значительно отличаются между собой как по морфологическим признакам, так и по физиологическим особенностям.