Какие растения высшие споровые растения

Обновлено: 04.07.2024

Высшие споровые растения – это наземные растения, размножающиеся с помощью спор. Они представляют новую ступень в эволюции растительного мира. От низших растений высшие отличаются тем, что их тела расчленяются на несколько частей. Их вегетативные органы, состоящие из корня, стебля, листьев, имеют сложную тканевую структуру.

Высшие споровые растения, в большинстве своем, населяют суходол. Однако среди них могут быть и те представители растительности, средой обитания которых являются водоемы.

В эту группу включены все наземные, размножающиеся и распространяющиеся спорами листостеблевые растения. К высшим споровым растениям относят такие отделы, как:

Мхи или Мохообразные (насчитывают около 25 тыс. видов);
Папоротники или Папоротникообразные (более 10 тыс. видов);
Плауны или Плаунообразные (насчитывают около 400 видов);
Хвощи или Хвощеобразные (насчитывают до 32 видов).

Предположительно, предками древних высших растений стали бурые или зеленые водоросли, тела которых в результате развития были дифференцированы на отдельные органы, в том числе органы полового размножения. Это произошло сотни миллионов лет назад.

Основными обитателями водоемов остались низшие растения. Сушу же постепенно завоевали высшие. Со временем они сумели приспособиться к новой среде и приобрели ряд особенностей.

Признаки, характеризующие высшие споровые растения

Рассмотрим подробнее, какие признаки характерны для высших растений, являющихся споровыми.

Различные типы тканей

От неблагоприятных условий растения с внешней стороны защищены покрывающей их тканью. Хлорофиллоносная ткань необходима для процесса фотосинтеза. Проводящая ткань отвечает за полноценный обмен веществ между надземными и подземными органами. Большую роль имеют запасающие и опорные механические ткани.

Тело расчленено на органы

Высшие растения имеют специальные органы - корневые волоски и ризоиды, с помощью которых могут впитывать из субстрата минеральные вещества. Для высших растений характерно автотрофное питание. Это привело к формированию у них листка как фотосинтезирующего органа. Связь между зеленой клетка листка и корневым волоском обеспечивают сформировавшиеся в результате эволюции стебель и корень растения. От них же зависит его стойкость в почве и воздушной среде.

Многоклеточные органы полового размножения

Подразделяются на два типа – мужские и женские или, соответственно, антеридии и архегонии.

Начало онтогенеза – зародыш

Формирование индивидуального организма начинается с зародыша, развивающегося из диплоидной клетки - зиготы. Образование этой клетки - результат слияния гамет.

Регулярное чередование поколений - полового и бесполого

Спорофит – это в биологии название бесполого поколения. Другое поколение - половое - получило название гаметофит.

В цикле развития превалирует спорофит (кроме мохообразных)

Диплоидному поколению (спорофиту) присущи большие объемы генетической информации и значительная приспособленность к наземным условиям. Эти качества привели к его преимущественному развитию.

Как чередуются поколения в жизненном цикле высших споровых растений

Жизненный цикл растительного организма – это чередующаяся смена фаз в его развитии, по завершении которых достигшее зрелости растение готово производить новое поколение – бесполое (сопрофит) и половое (гаметофит).

Основной общей особенностью споровых растений является то, что их жизненный цикл представляет собой регулярное ритмическое чередование спорофита и гаметофита - бесполого и полового поколений.

Спорофит формирует спорангии. В этих органах бесполого размножения образуются споры растений. Далее из них начинают развиваться гаметофиты – одно- или двуполые особи полового поколения.

В свою очередь, гаметофит формирует мужские половые органы - антеридии, в которых образуются подвижные сперматозоиды, а также женские – архегонии, с неподвижными яйцеклетками.

Для того чтобы произошло оплодотворение, необходимо наличие капельножидкой воды, способствующей перемещению сперматозоида к яйцеклетке. Зародыш начинает развиваться из успешно оплодотворенной яйцеклетки. Позже из него вырастет спорофит – представитель бесполого поколения.

Из споры может развиться только гаметофит, а из зиготы – только спорофит.

У большей части споровых растений (кроме мохообразных) в цикле развития преобладает бесполое поколение. Это связано с большей приспособленностью спорофита к условиям наземной среды. Иными словами, эволюционное развитие таких растительных организмов (за исключением мхов) идет по пути преимущественного использования, усовершенствования и прогрессивного развития спорофита и вместе с тем редукции, упрощения гаметофита.

Высшие споровые растения — термин, объединяющий высшие растения, размножающиеся и распространяющиеся главным образом спорами.

В отличие от семенных растений, таксоны, способные размножаться спорами, являются одними из первых, населивших нашу планету.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

мхи;
плауны;
папоротники;
хвощи.

Считается, что произойти они могли от многоклеточных зеленых водорослей, пройдя промежуточную стадию — риниофитов.

Историческую ценность этих особей трудно переоценить. Их существование исчисляется сотнями миллионов лет, а корни происхождения уходят в палеозойскую эру, каменноугольный период.

Правда, в эпоху своего появления они имели иной внешний вид. Это были мощнейшие деревья, достигающие в высоту 25 метров и в ширину от полутора метров. Были и травянистые растения, побеги которых простирались высоко над заболоченными участками земли. Разносимые ветром споры были важным условием широкого распространения различных видов. Они быстро приживались во влажном и теплом климате той эпохи.

Отмирающие одни особи и на этом же месте вырастающие другие, формировали плотный земельный покров, который со временем превращался в залежи каменного угля. Именно поэтому в наши дни археологи находят отчетливые отпечатки листьев и стволов в изучаемых пластах земной коры.

Для жизненного цикла данного таксона свойственно чередование бесполого и полового размножения, соответственно, существуют половое и бесполое поколения. Эта особенность лежит в основе полного жизненного цикла высших споровых.

В бесполый период жизни формируются споры, из которых впоследствии развивается половое поколение. Для него характерно наличие мужских и женских половых органов и, соответственно, — гамет. Гаметы представляют собой сперматозоиды, способные активно передвигаться, и яйцеклетки, занимающие свою нишу внутри женского полового органа. Попасть сперматозоиду к яйцеклетке помогает вода. В результате их слияния образуется зародышевый организм, который по мере развития переходит в бесполое поколение.

Существуют микро- и макроспоры. Из микроспор развиваются заростки мужского типа, из макро — женского.

Ботаника изучает множество видов высших споровых растений. Так, мохообразные насчитывают более 25 тысяч видов, плауны — четырехсот, хвощи — 32, папоротники — 10 тысяч.

К основным характерным признакам ученые относят:

Дифференцирование тканей, лежащих в основе строения. Среди них выделяют наружную, выполняющую защитную роль, хлорофиллоносную и запасающую. Кроме того, для жизни растения важна опорная ткань, обеспечивающая механическую устойчивость.
Наличие в теле растения различных органов, в т.ч. органов поглощения (ризоидов и корневых волосков), фотосинтезирующих органов (листков), стеблей.
Наличие органов полового размножения: мужских (антеридий) и женских (архегоний).
Присутствие в онтогенезе зародыша, который появляется из зиготы при слиянии гамет.
Последовательность полового и бесполого поколений.
Прогрессирование спорофита, как обладающего хорошей приспособляемостью к окружающим условиям и генетическими особенностями.

Обитание высших споровых не ограничивается влажными участками земли. Некоторые виды приспособились существовать даже в пустынях.

Основные виды с примерами

Виды споровых растений:

Отдел риниофиты или риниеобразные.
Отдел псилофиты или псилотообразные.
Отдел мохообразные или бриофиты.
Отдел плаунообразные или ликоподиофиты.
Отдел папоротникообразные или полиподиофиты.

Риниофиты или риниеобразные

Huvenia.
Rhynia.
Stockmansella.

Их появление на Земле отнесено к раннему девону. Именно такие отпечатки находят в древних каменных залежах. Судя по найденным отпечаткам, растения имели ребристый стебель и сосудистое строение. Ученые относят такие растительные группы к первым сухопутным. На стебле располагались чешуевидные придатки. Кроме того, хорошо заметны двойные спорангии.

Интересно, что полноценной корневой системы у риниофитов не было. Вместо нее они имели образования корневищеподобного типа, обильно покрытые нитевидными выростами — ризоидами.

В качестве представителей риниофитов ученые приводят куксонии (имевшие высоту не более 7 см) и ринии (достигающие в высоту полуметра).

Псилофиты или псилотообразные

Среди современных растений, произрастающих в тропиках и субтропиках, присутствуют такие, у которых нет листьев, а тело дихотомически разделяется на ветви. Такая особенность встречается у 20 видов, принадлежащих к отделу псилофитов. В высоту они не более 40 см, но чаще — 25-30. В жизненном цикле большее значение имеет спорофит.

В числе крупных особей, имеющих сложное строение, — астероксилон. Он имеет горизонтальное корневище, от которого отходят крупные побеги. На них хорошо заметны некрупные шиловидные листья со спорангиями на концах.

Характеристика растений включает две разновидности: имеющую прямостоячий или ветвистый стебель.

Поскольку корни у обеих отсутствуют, движение жидкости внутри осуществляется по ксилеме. Вторая часть проводящей системы — флоэма — предназначена для передачи органических полезных веществ. Оба элемента проводящей системы не попадают в их листовидные придатки. По этой причине листьями они не считаются.

Реакции фотосинтеза происходят в стеблях. На веточках же образуются споры, которые впоследствии врастают в особые цилиндрические структуры — заростки. Гаметы, сливаясь, образуют архегонии, а из зигот получается последующее поколение - споровый вариант.

В биологии псиловидным отведена важная роль — присутствовать в эволюционной цепочке. Их считают первичными растениями, имеющими сосудистую ткань. В то же время существует мнение, что они родственны папоротникам, хотя и имеют специфические признаки. Одними из примитивных псиловидных считают плауновидных.

Мохообразные или бриофиты

Бриофиты, являясь растениями, имеющими древнее происхождение, дожили до настоящего времени. Время их появления на Земле общее с риниофитами, однако, в отличие от последних, они активно встречаются в окружающей среде.

Это мелкие особи, высотой не более 20 см, чаще — 10 см. Второе название — мохообразные. Характерная черта — тело в виде слоевища либо расчлененного на отдельные части — стебли, листья. Сосуды здесь отсутствуют.

При обитании мха чаще на суше, хоть и в сырых местах, для его размножения характерно чередование бесполого, полового и вегетативного характера.

Мох в виде облиственного небольшого растения ярко зеленого цвета, представляет собой гаметофитное поколение. Сам гаметофит — это стебель, вокруг которого расположились листья. В почве его удерживают ризоиды, посредством которых также поступают в растение соли.

Для спорофита свойственно обитание на гаметофите, а также получение питания за счет него. Такая особь не развита самостоятельно и существует в природе в виде бурого стебелька, лишенного листьев. Зато на его конце располагается коробочка, содержащая споры. Примером является кукушкин лен. По мере окончательного созревания коробочки из нее выпадают споры, из которых получают развитие многоклеточные нити. В дальнейшем, в результате почкования появляются гаметофиты.

В списке мохообразных числятся: маршанция, сфагнум, кукушкин лен.

Плаунообразные или ликоподиофиты

Плаунообразные (или ликоподиофиты) представлены плауном булавовидным — вечнозеленым растением с ползучим стеблем, способным вырасти до трех метров.

Отдел с таким названием объединяет порядка 1300 видов. Произрастают они во влажных природных условиях, в основном, в тропиках.

Периодом появления растений на Земле считается девон. Поэтому их отпечатки встречаются в каменных залежах палеозойской эры. Предками плаунообразных считаются риниофиты. В начале для их произрастания была необходима заболоченная территория.

Для строения характерно наличие как прямостоячих, так и ползучих побегов. Распространяться они могут под либо над землей. Листья образуются путем выростов стебля, который дихотомически ветвится. На поверхности стебля располагаются эпидерма и устьица. Послойное строение стебля предполагает наличие коры и проводящей ткани. В размерах растение увеличивается в районе точки роста.

Верхняя сторона отдельных листьев содержит спорофиллы, в которых развиваются спорангии. Верхняя часть побегов часто содержит спорофиллы.

Ученые дают плаунообразным определение равно- и разноспоровых.

К отделу относят:

астероксиловые (астероксилон, схизоподиум);
плауновые (плаун, филоглоссум);
протолепидодендровые.

Среди плаунов наиболее распространены варианты:

сплюснутый;
годичный;
можжевельниковый;
темный;
пильчатый;
китайский и другие.

Папоротникообразные или полиподиофиты

Polypodióphyta (папоротники) — растения сосудистого типа. Отряду более 400-х млн лет, первые особи сыграли главную роль в происхождении элегантных, поражающих красотой современных папоротников. Их внешний вид разнообразен. Неодинаковы они и по жизненным циклам, морфологии. Растут в нижнем и среднем ярусах лесов, не боятся повышенной влажности почв и не прихотливы к отсутствию солнечного света.

Ту часть растения, которая в народе может называться листьями, ботаники относят к системе ветвей. Это — плосковетка (вайя), более простое название — предпобег. При этом листовая все-таки существует, а предпобег уплощен. Из-за этих особенностей, глядя на растение, невозможно разобрать: где стебель, а где его листья. Особенно заметно это у голосеменных.

Пути размножения папоротников разнообразны. Среди них выделяют споровый, вегетативный и половой. В этом отличия высших споровых, например, от покрытосеменных, одноклеточных и цветковых.

Представителей Polypodióphyta можно разделить на четыре класса:

Многие из них имеют строгий внешний вид, четкие морфологические очертания и внушительные размеры, например, хвощовые или мараттиевые.

Чередование поколений в жизненном цикле высших споровых растений

Цикл жизни высших споровых характеризуется сменой поколений: спорофита на гаметофит и наоборот. Таким образом, единого способа размножения не существует. Для растений характерно размножаться как половым, так и бесполым путями. В жизненном цикле происходит смена гаплоидной и диплоидной ядерных фаз.

Последовательно его можно представить как:

зарождение;
развитие;
воспроизведение себе подобных (размножение).

Выделить различия между простым и сложным циклом можно на примере зеленой водоросли хлореллы, для которой характерно размножение спорообразованием. В процессе развития внутри водоросли размещаются 4-8 автоспор, которые со временем получают индивидуальную оболочку. Это простой цикл.

В качестве сложного можно назвать размножение равноспорового папоротника, для которого не редкость существование спорофита (собственно папоротника) и его заростка (гаметофита). Жизнь последнего коротка, но за нее успевает появиться отдельная особь. Она одна и крупных размеров.

Определить, какой из способов имеет большее значение трудно, обычно бесполое размножение в природе встречается очень редко. Для него характерно наличие параллельных полового или вегетативного вариантов.

Мир растений богат и разнообразен.

Много миллионов лет назад, когда жизнь на земле только зарождалась, в воде уже существовали многоклеточные зеленые водоросли. Считается, что от них зародились первые высшие растения — риниофиты, положившие начало развитию сегодняшних зеленых обитателей суши.

Какие растения размножаются спорами

Они бывают споровыми и семенными.

Споровые размножаются и распространяются при помощи спор. Они подразделяются на две группы:

Высшие споровые растения

К этой группе относятся мхи, папоротники, хвощи, плауны.

Для высших растений характерно то, что они имеют расчленение на органы: побег и корень. У них сильно развита проводящая система, имеется сложная система покровных тканей.

На протяжении всего жизненного цикла у них происходит переменное появление экземпляров с бесполыми и половыми признаками. В зависимости от этого размножение проходит бесполым и половым путем.

Процесс размножения позволяет обеспечивать непрерывность существования и расселение в окружающем пространстве.

Бывает несколько видов размножения:

Половое;
Бесполое;
Вегетативное.

Размножение посредством спор бывает половым и бесполым.

Спора — это мельчайшая частица — клетка, защищённая от высыхания и механического повреждения двумя оболочками. Внутренняя — тонкая, прозрачная. Наружная — толстая, окрашенная. Наружная оболочка обычно имеет разные выросты в виде бугорков, шипов, ресничек.

Споры образуются в специальных отсеках, которые называются спорангиями. Ветром споры переносятся на далекие расстояния и, попадая в благоприятную среду, прорастают.

Растение, на котором образуются споры, называется спорофитом.

Существуют как половые, так и бесполые особи. Если в группе преобладают особи с половыми признаками, то эта группа называется гаплоидной. Если же преобладают бесполые, то группа называется диплоидной.

В гаплоидной группе каждое новое растение появляется в результате сложного процесса оплодотворения. Представителями гаплоидных являются мхи.

Бывают растения, у которых образуются споры одинакового размера. Они называются равноспоровыми.

Если у растения образуются споры разного размера, то они называются разноспоровыми. Мелкие — микроспоры, из них появляются мужские заростки. Крупные — мегаспоры, из них появляются женские заростки.

Рассмотрим, какие растения относятся к споровым.

На первый взгляд, мох — это слоевище, прижатое к субстрату. При более внимательном рассмотрении можно увидеть, что тело мха состоит из стебелька с листочками, который вместо корня имеет тонкий волосок — ризоид. С его помощью всасывается влага и питательные вещества.

Мох имеет небольшие размеры, от 1 мм до нескольких десятков сантиметров.

Мох является раздельнополым растением. На верхушках одних стебельков образуются женские органы, которые называются архегониями. Каждый из них содержит яйцеклетку. На других развиваются мужские органы — антеридии. Они имеют форму мешочков, в которых содержатся сперматозоиды.

Для полового развития благоприятной средой является вода. После оплодотворения появляется диплоидный спорофит. Он некоторое время растет на гаплоидном зеленом растении, питаясь образованными им веществами. Выглядит как коричневая нить, которая одним концом прикреплена к растению. На другом конце появляется расширение похожее на коробочку с крышечкой. Это спорангий, в нем развиваются споры. После созревания коробочка открывается, и споры просыпаются. Ветром они разносятся на расстояние. Из спор, попавших во влажную среду, вырастают новые гаплоидные растения.

Все вышесказанное объясняет, почему мхи называют высшими споровыми растениями.

Мхи чаще всего встречаются во влажной среде. Они обильно растут на болотах и в лесной зоне, в горах и в тундре. Тундру часто называют царством мхов и лишайников.

Мхи быстро впитывают влагу и прочно ее удерживают, это приводит к заболачиванию почвы.

Многие зеленые мхи растут на болотах, образуя сплошной ковер. Моховая дерновина при отмирании слабо разлагается и образует залежи торфа.

Мхи имеют большое значение. Так, изо мха сфагнума изготавливают лекарственные препараты.

Торф широко применяется в сельском хозяйстве в виде удобрения.

Диплоидные растения

К диплоидной группе относятся папоротники, хвощи и плауны, у которых гаметофит редуцирован в заростки.

Плауны — это травянистые, вечнозеленые многолетники. Выглядят они как стелющийся стебель с мелкими листьями. Имеют вильчатое ветвление. Внешне плауны напоминают мхи.

На верхушках стеблей образуются колоски, в которых созревают споры. После созревания споры опадают в почву. При их прорастании образуется заросток в виде бесцветного клубенька с ризоидом. Из одних заростков образуются антеридии, из других — архегонии. Оплодотворение происходит, если есть влага. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, из которого вырастает спорофит.

Стебли и листья плаунов содержат алкалоиды и поэтому применяются в медицине. Споры используют в виде присыпок.

Хвощи — это многолетние корневищные травы. Высота стебля у хвощей достигает нескольких десятков сантиметров. Из узлов стебля выходят мутовки ветвей с мелкими чешуевидными листьями. Некоторые побеги заканчиваются колоском со спорангиями. Из спор прорастает недолговечный, очень маленький зеленый заросток. Он крепится к почве при помощи ризоида. На заростках образуются мужские и женские органы. При благоприятных условиях происходит оплодотворение и появление зародыша. Вырастает новое бесполое растение — спорофит.

Папоротники по числу видов значительно превосходят все другие группы.

Они очень разнообразны по внешнему виду, формам и условиям их произрастания. Среди папоротников много травянистых, но в тропических лесах встречаются древовидные папоротники высотой до 25 м с диаметром ствола до 50 см.

Низшие споровые

Низшие растения отличаются отсутствием корней и листьев. Они состоят из слоевища (таллома) и крепятся к поверхности с помощью ризоидов. Размножаются в основном спорами. К этой группе относятся водоросли и лишайники.

У большинства водорослей споры подвижны, так как имеют жгутики. Они называются зооспорами. У наземных растений споры не имеют специальных приспособлений для активного движения.

У низших споровых любая клетка может стать спорангием, в то время как спорангий высших растений — это многоклеточный орган.

Итак, для появления и развития спорового растения необходимы благоприятные условия, а именно влажная среда. В других условиях этот вид не выживает, поэтому на смену ему приходит семенной.

Они размножаются семенами, которые разносятся ветром или насекомыми, для оплодотворения не требуют воду. При помощи придаточных корней закрепляются в грунте и добывают влагу и питательные вещества. Имеют развитую проводящую систему.

Это растения, которые первыми освоили сушу. Их относят в высшим, т.к. по сравнению с водорослями, у них уже появились ткани и органы - приспособления для жизни в наземной среде.

Водоросли тоже размножаются спорами, но это водные организмы, самые простые по организации.

Основная особенность споровых - размножение специальными клетками - спорами.

Прежде, чем мы разберем, что из себя представляют споры, давайте вспомним, какие бывают клетки.

Клетки:

соматические (или вегетативные) - клетки тела организма. У них двойной (диплоидный) набор хромосом, обозначается как 2n

половые ( или генеративные, или гаметы) - это “половинчатые” клетки - их набор хромосом в 2 раза меньше, чем у соматических - 1n

Получается, что споры - это такие половые клетки ( или группы клеток) у растений. Растение, которое их образует - спорофит - оно диплоидное (2n)

У животных гаметы образуются путем мейоза, у растений - путем митоза.

У животных гаметы тут же сливаются, происходит оплодотворение, новый организм получает двойной - диплоидный (2n) набор хромосом.

У споровых растений клетка споры прорастает в целый самостоятельный организм - гаметофит, который может опять производить половые клетки - гаметы.

Гаметы сливаются и образуют опять спорофит.

Получается, что жизнь споровых растений - своеобразный цикл - чередование спорофита и гаметофита.

Читайте также: