Какие растения произошли от псилофитов
Обновлено: 04.07.2024
Разделы страницы о папоротникоподобных растениях:
- Псилофиты - предки папоротниковых растений
- Папоротниковидные (Polypodiophyta)
- Плауновидные (Lycopodiophyta)
- Хвощи (Equisetoophyta)
Псилофиты - предки папоротниковых растений
Первыми (ещё в силуре) выход на сушу осуществили псилофиты – древний и примитивный отдел растений, практически исчезнувший с лица Земли уже в перми. Предками псилофитов были зелёные водоросли, заселившие литораль.
В отличие от мхов, псилофиты – сосудистые растения (Tracheophyta). Это означает, что у них имелась проводящая ткань: ксилема и флоэма. Проводящая ткань является признаком спорофита; именно поэтому у всех сосудистых растений поколение спорофитов доминирует над поколением гаметофитов. Проводящая ткань образует внутри растения транспортную систему, по которой вода, органические и минеральные вещества разносятся по всему телу. Кроме того, прочные лигнифицированные клетки придают растению необходимую опору. Эти два фактора позволяют сосудистым растениям достигать больших размеров.
Псилофиты произрастали во влажных местах и на мелководье. Отдел включает в себя один класс с двумя порядками – риниофиты (Rhyniales) и псилофиты (Psilophytales). К древним псилофитам близки современные псилотовые растения (Psilotales), включающие 2 рода и несколько видов.
Псилофиты дали начало папоротникообразным, от которых впоследствии произошли семенные растения. На основании современных данных искусственную группу папоротникообразных (Pteridophyta) разделяют на три отдела: папоротниковидные, хвощевидные и плауновидные.
Папоротниковидные (Polypodiophyta)
Папоротниковидные (Pterophyta) – отдел высших растений, известный с девона и занимающий промежуточное положение между псилофитами и голосеменными. В отличие от моховидных папоротники имеют проводящую ткань, доставляющую воду и питательные вещества ко всем органам. У папоротников есть хорошо развитые листья и стебель, у многих - корневище (с придаточными корнями), однако нет ни цветков, ни семян.
Отдел папоротниковидных включает 1 класс, подразделяемый на 8 подклассов. Три из них (Protopteridiidae, Archaeopteridiidae, Noeggerathiidae) вымерли ещё в перми. Современных папоротниковидных около 10000 видов (300 родов). Наиболее примитивными среди них являются известные с карбона мараттиевые (Marattiidae, 1 семейство, 6 родов, 190 видов) и ужовниковые (Ophioglossidae – 1 семейство, 4 рода, 70 видов).
Самый обширный современный подкласс – настоящие папоротники (Polypodiidae или Filicidae), известный, в основном, с триаса (некоторые семейства – с карбона) и насчитывающий до десяти тысяч видов. Настоящие папоротники расселены по всему миру; особенно много их в тропических дождевых лесах, где они составляют важный элемент горной растительности. В умеренном поясе они растут чаще всего в тенистых лесах, глубоких оврагах и на болотах. Одни виды папоротников засухоустойчивы и встречаются на сухих каменистых склонах и даже в пустыне. Их листья покрыты слоем воска, густыми волосками или чешуйками, предотвращающими потери воды. Листья других видов состоят из одного слоя клеток; отсутствие приспособлений для защиты от высыхания ограничивает их распространение местами, постоянно окутываемыми туманом. Некоторые папоротники селятся на ветвях деревьев.
Разноспоровые папоротниковидные представлены двумя подклассами: марсилиевые (Marsileidae) – около 70 видов, и сальвиниевые (Salviniidae) – 2 семейства, около 15 видов; оба подкласса – водные растения, прикрепляющиеся ко дну либо плавающие по поверхности воды.
Хозяйственное значение папоротников невелико. Некоторые виды – декоративные растения в оранжереях. Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а их сердцевину, богатую крахмалом, используют в пищу.
Плауновидные (Lycopodiophyta)
Ещё один отдел высших споровых растений – плауновидные (Lycophyta). Несмотря на некоторое сходство с мхами, плауны являются настоящими сосудистыми растениями. В современной флоре представлены 3 порядками: плауновые, селагинелловые, полушниковые – и почти 1000 видами, распространены по всему земному шару.
У современных форм плаунов листья сравнительно небольшие и расположены спиралью вокруг ползучего или приподнимающегося стебля. Вниз от стебля идут похожие на корни ветвящиеся ризофоры. Споры (у некоторых форм одинаковые, у других – разных размеров) образуются на верхней стороне спорофиллов, собранных в вертикальные колоски или шишечки. Как и у папоротников, споры плауна образуют заростки (гаметофитное поколение) с антеридиями и архегониями; после оплодотворения на заростках из зигот прорастают спорофиты, и цикл повторяется вновь.
Плауновидные известны с силура. В девоне вымирают древние плауновидные: дрепанофикусы, пролепидодендроны, циклостигмы. Расцвет плауновидных приходится на карбон, когда сушу покрывали леса древовидных лепидодендронов и сигиллярий высотой до 30 м. Остатки мёртвых растений образовали толщи ископаемого угля. Начиная с триаса, древние плауновидные начинают постепенно исчезать с лица Земли.
Хвощевидные (Equisetoophyta)
Хвощевидные (Sphenophyta), известные также как клинолистовидные или членистостебельные, – отдел высших растений, близкий к папоротниковидным. К настоящему времени сохранился единственный род этих растений – хвощ, насчитывающий около 30 видов, распространённых по всему земному шару, кроме Австралии и Новой Зеландии.
Хвощи растут в основном в болотах и сырых лесах. Их легко распознать по полым в междоузлиях членистым стеблям, вокруг которых расположены сравнительно небольшие листья, почти не содержащие хлорофилла. Поверхность стебля несёт продольные борозды с устьицами, через которые происходит газообмен. Высота надземных побегов не превышает обычно 1 метра (хвощ гигантский достигает в длину 18 м при диаметре 2,5 см). Стенки клеток пропитаны кремнезёмом, что придаёт стеблям прочность. Подземные побеги (корневища) растут от основания почки или бокового побега в междоузлии; растение может легко размножаться частями корневища.
Жизненный цикл хвощей похож на цикл папоротниковидных: он характеризуется преобладанием спорофитного поколения. Спорангии находятся в спороносных шишках (стробилах) на хорошо заметных бесцветных или бледно-бурых спорангиофорах. Упавшие на землю споры прорастают мелкими (до 3 см в диаметре) зелёными заростками; после оплодотворения из них развивается спорофит.
Летние побеги хвощей используются как мочегонное средство. Хвощ полевой – злостный сорняк. Хвощ болотный ядовит.
Современные хвощи – жалкие остатки обширной группы, населявшей Землю в девоне, карбоне и перми. Древние хвощевидные играли значительную роль в растительном покрове нашей планеты; некоторые из них (например, каламиты) достигали в высоту 20 м. Они во многом напоминали современные хвощи, но отличались присутствием камбия, благодаря которому мог происходить вторичный рост. Известно три класса этого отдела: гиениевидные (Hyeniopsida), клинолистовидные (Sphenopsida), хвощевидные (Equisetopsida). Остатки древовидных хвощевидных и плауновидных стали основой залежей ископаемого угля.
На правах рекламы (см. условия): ◀ ◀ ◀ Место для размещения коммерческих ссылок (см. , пожалуйста, условия) ▶ ▶ ▶ -->
Ключевые слова для поиска сведений о папоротникообразных растениях: На русском языке: папоротниковые, папоротникообразные, папоротниковидные, папоротникоподобные, папоротники, хвощи, плауны, плауновые; На английском языке: polypodiophyta, fern.
Первые растения – псилофиты
Сходство псилофитов с водорослями говорит об их эволюционном родстве. Исчезающие участки морей и других водоемов заставляли водяные растения приспосабливаться к жизни на суше. Когда наступала засуха или уходила вода, те водоросли, у которых были лучше развиты корни, выживали.
Риниофиты населяли все материки, но условия окружающей среды, изменившиеся в конце девона, стали неблагоприятными. В результате эти представители древней флоры полностью вымерли. Из псилофитов произошли современные растения отдела плауновидных, хвощевидных, папоротниковидных и голосеменных.
Особенности
Псилофиты – это примитивные сосудистые растения. Их особенностью является то, что проводящая система состояла из гаплостелы – наиболее простого комплекса тканей, находящихся внутри коры. Высота риниофитов была 40-70 см (иногда до 3 м), а внешне они походили на водоросли. Их структура еще не имела разделения на органы. Стебель риниофитов был равномерно разветвленным. У некоторых растений-псилофитов обнаружены выросты эпидермиса, из которых в процессе эволюции затем развились листья. Процесс фотосинтеза осуществлялся в стеблях.
Органы, производящие споры (спорангии), находились на верхушках растения (реже распределялись по стеблю). Они имели шаровидную или цилиндрическую форму, а по величине составляли 1-12 мм. В них созревали споры, которые рассеивались в окружающей среде. Характер размножения первых растений псилофитов достоверно не известен. Существует мнение, что спорангии росли на отдельных диплоидных побегах, имевших 2 полных набора хромосом, а все остальное тело растения было гаплоидным.
История открытия
В 1912 г. У. Макки открыл пласты кремнистой породы возле деревни Райни (Шотландия). В грунте находились хорошо сохранившиеся остатки растений. Эти образцы он передал палеоботанику Р. Кидстону, исследования которого положили начало систематическому изучению древнейших представителей флоры. Р. Кидстон и У. Ланг установили, что псилофиты имеют сходство с родами риния и хорнеофит.
В 1937 г. Ланг нашел в более древних песчаниках Шотландии новый род растений, который был назван куксонией. В современной палеоботанике нет однозначного мнения о принадлежности куксонии к отделу риниофитов, в настоящее время она занимает неопределенное положение.
Класс риниевые
В классе риниевых выделяют несколько семейств (Rhyniaceae, Horneophytaceae и другие). Наиболее изученные псилофиты – это риния и хорнеофит. Самой крупной была риния большая, которая достигала в высоту 50 см. Уникальной особенностью растений-ископаемых является то, что они очень хорошо сохранились, вплоть до мельчайших деталей анатомического строения. Это произошло в результате благоприятных факторов при их окаменении и насыщения тканей кремнием.
Под эпидермой с устьицами у ринии и хорнеофита располагалась кора, клетки которой осуществляли функции фотосинтеза. У хорнеофита обнаружены зачатки корневища, состоящие из клубневидных сегментов. С помощью ризоидов эти растения могли размножаться вегетативно. Спорангии хорнеофита напоминают аналогичные органы у современного сфагнового мха.
Другими изученными представителями этого класса являются яравия, хедея и тениокрада.
Класс зостерофилловые
У примитивных растений класса зостерофилловые листья также отсутствуют. Предположительно, они положили начало развитию отделу плауновидных. Наиболее яркими представителями служат зостерофиллум и глосслингия, интересной особенностью которой является спиральная закрученность верхней части молодых побегов.
У зостерофиллума спорангии собраны в колосовидные образования. Растение было приспособлено к выживанию в засоленных местах, о чем свидетельствует наличие толстой воскоподобной кожицы на стеблях.
ГОСТ
Псилофиты - древнейшие растения
Псилофиты – это первые покорители суши древней Земли.
Считается, что псилофиты произошли от водорослей и являлись самым древним отделом высших растений. Следует отметить тот факт, что в разных источниках термины риниофиты и псилофиты используются как синонимы.
Существует мнение о том, что псилофиты развивались в девонском периоде. В этот же период возникли грибы и мхи. Водоросли и псилофиты схожи по своему строению, что только подтверждает их родство. В древнее время псилофиты населяли все материки, но в конце девона условия окружающей среды резко поменялись. В результате эти представители древней флоры полностью вымерли. От псилофитов произошли такие ветви современных растений, как:
- плауновидные, хвощевидные;
- папоротниковидные, голосеменные.
Происхождение псилофит
Псилофитами называют древние примитивные сосудистые растения. Проводящая система таких особей состояла из простого комплекса тканей, которые находились внутри коры.
Гаплостела – это внутренняя ткань коры, имеющая весьма простое строение.
Также псилофиты отличались следующими чертами строения:
- их высота была 40 – 70 см;
- структура не имела разделения на органы.
Псилофиты имели неравномерно разветвлённый стебель. При этом у некоторых псилофитов наблюдался эпидермис в виде выростов, из них в последствии развивались листья. Основным органом фотосинтеза псилофитов являлся стебель. Псилофиты размножались спорами, поэтому имели специфические органы – спорангии. Они чаще всего находились на верхушках растения, но могли распределяться по стеблю. Спорангии были цилиндрическими и шаровидными. Их величина варьировала от 1 до 12 мм.
Споры псилофитов достаточно быстро распространялись в окружающей среде. Достоверно не известно, как именно размножались древние псилофиты. Существует мнение, что спорангии росли на отдельных диплоидных побегах, имевших 2 полных набора хромосом, а все остальное тело растения было гаплоидным.
Готовые работы на аналогичную тему
В нижней части тела псилофита находились нитевидные образования или ризоиды, которые состояли из одной или нескольких клеток с одним ядром. Они позволяли псилофитам всасывать воду и питательные вещества. Хотя они не являлись полноценной корневой системой, но все равно давали возможность псилофиту укрепиться в почве.
Ризоиды - это орган прикрепления псилофит
Первая находка псилофитов была сделана Д. Донсоном в Канаде на полуострове Гаспе. Псилофит очень сильно отличался от современных растений и не мог уложиться в ботаническую классификацию. Уникальными особенностями таких растений является то, что они хорошо сохранялись до мельчайших деталей анатомического строения. Это произошло благодаря наличию благоприятных факторов при окаменении и насыщении тканей кремнием.
Под эпидермой и устьицами у ринии располагалась кора. Ее клетки осуществляли фотосинтетические функции. Другой представители псилофит, а именно хорнеофит обладал зачатками корневища, представленного клубневидными сегментами. Эти растения были способны к вегетативному размножению с помощью ризоидов. Кроме того, псилофиты могли размножаться частями вегетативного тела, в случае если спорообразование по каким – либо причинам становится невозможным.
Спорангии хорнеофита напоминали аналогичные органы у современного мха – сфагнума. Также к изученным представителям псилофит относят:
Особенным классом среди псилофит являлись зостерофилловые. У них также отсутствовали листья и предположительно именно они дали начало развитию отдела плауновидные. Наиболее яркими представителями этой группы являются зостерофиллум и глосслингия.
Интересной особенностью всех названных растений являлось наличие спирально закрученной верхней части молодых побегов. Зостерофиллум обладает колосовидными спорангиями. Это растение было приспособлено к выживанию в засоленных местах. Об этом свидетельствует наличие толстой воскоподобной кожицы на стебле.
Таким образом, псилофиты являлись древними сосудистыми растениями, у которых имелась проводящая ткань, а именно ксилема и флоэма. Проводящая ткань всегда являлась признаком спорофита. Именно поэтому все сосудистые растения отличались тем, что поколение сапрофита доминирует для них над поколением гаметофита. Проводящая ткань образует внутри растения специфическую транспортную систему, по ней вода с органическими и минеральными веществами разносится по всему телу растения. Кроме того, прочные лигнифицированные клетки придают растению необходимую опору. Эти два фактора позволяют сосудистым растениям достигать больших размеров.
Предками псилофитов, скорее всего, являлись водоросли. Какая именно группа и породила сказать затруднительно. Считается, что это были зеленые водоросли, поскольку вся наземная растительность чаще всего обладает именно такой окраской.
Среди все ископаемых остатков псилофитов не наблюдается черт половых органов, но можно с уверенностью сказать, что у них все -таки был половой процесс. Споры давали заростки и уже на них возникали половые органы, которые реализовывали процесс оплодотворения. Заросток скорее всего был тонкостенным, поэтому в ископаемых остатках он не сохранялся. Подобная аналогия проводится на основе сравнения с процессом размножения папоротников.
Псилотовидные, или Псилофиты (лат. Psilotophyta ) — отдел (или класс) древних высших растений, который включает в себя одно семейство — Псилотовые. Эти растения лишены корней, часто являются эпифитами на стволах пальм, древовидных папоротников, саговников; растут на гумусной почве и в трещинах скал.
Описание
Псилотовые представляют собой травянистые многолетние растения, ведущие наземный или эпифитный образ жизни.
К отделу псилотовидные относятся всего два рода тропических растений с прямостоячими ветвящимися стеблями, которые отходят от горизонтальной подземной части, похожей на корневище.
Настоящих корней у псилотовидных нет. Проводящая система состоит из ксилемы и флоэмы, находится в стебле. Вода с растворенными в ней солями движется по ксилеме, а флоэма транспортирует органические питательные вещества. Также эти ткани свойственны всем сосудистым растениям. Однако у псилотовидных ни флоэма, ни ксилема не заходят в их листовидные придатки, именно поэтому эти придатки и не считаются настоящими листьями. Таким образом, листовидные органы псилотовых как и плауновидные имеют энационное происхождение. Но у псилотовых в своем развитии они остановились на уровне девонских форм.
Псилотовидные являются важным звеном в цепочке эволюции растений. Некоторые [кто?] ботаники считают, что они были первыми сосудистыми растениями. Однако, если судить по результатам анализа ДНК, они близки к папоротникам и даже являются их весьма специализированной группой.
Наиболее примитивными среди современных сосудистых растений являются плауновидные.
Задание 23 № 22145
На рисунке изображены псилофиты — вымершие растения.
Используя фрагмент геохронологической таблицы, установите эру и период, в который появились данные организмы, а также возможного предка уровня отдела растений.
Укажите, по каким признакам псилофиты относятся к высшим споровым растениям.
Геохронологическая таблица
Т. к. в задании не указан временной интервал, то →
Воспользуемся таблицей, в третьей колонке найдем псилофиты; определяем по второй и первой колонкам эру и период, когда обитали псилофиты
1) Эра: палеозойская
2) Предками псилофитов являются многоклеточные зеленые водоросли.
3) Признакам высших споровых растений являются:
- разделение тела на две части - надземную и подземную
- наличие многоклеточных органов размножения — полового (гаметангий) и бесполого (спорангий)
- примитивная проводящая система, покровная ткань
Псилофиты имели древовидную форму, отдельные нитевидные отростки служили им для прикрепления к почве и поглощения из нее воды и минеральных веществ. Наряду с образованием подобия корней, стебля и примитивной проводящей системы у псилофитов развилась покровная ткань, предохраняющая их от высыхания.
Высшие растения — это многоклеточные фототрофные организмы, приспособленные к жизни в наземной среде и характеризующиеся правильным чередованием полового и бесполого поколений и наличием дифференцированных тканей и органов.
Основные признаки, отличающие высшие растения от низших:
- приспособленность к обитанию в наземной среде;
- наличие четко дифференцированных тканей, выполняющих конкретные специализированные функции;
- наличие многоклеточных органов размножения — полового (гаметангий) и бесполого (спорангий). Мужские гаметангии высших растений называются антеридиями, женские — архегониями. Гаметангии высших растений (в отличие от низших) защищены оболочками из стерильных (бесплодных) клеток и (у отдельных групп растений) могут быть редуцированы, т. е. уменьшены и упрощены;
- превращение зиготы в типичный многоклеточный зародыш, клетки которого первоначально не дифференцированы, но генетически детерминированы на специализацию в определенном направлении;
- правильное чередование двух поколений — гаплоидного полового (гаметофит), развивающегося из споры, и диплоидного бесполого (спорофит), развивающегося из зиготы;
- доминирование в жизненном цикле спорофита (у всех отделов кроме Моховидных);
- разделение тела спорофита (у большинства отделов высших растений) на специализированные вегетативные органы — корень, стебель и листья.
Читайте также: