Высшие растения (классификация)

Характеристика и общие признаки подцарства высших растений. Жизненный цикл, строение и особенности размножения, отличие от водорослей. Классификация и краткое описание отделов в биологии.

Особенности наземных растений

Водоросли в океане

Водоросли, согласно устаревшей классификации, относятся к низшим растениям. Их привычными местами обитания являются океаны, моря и прочие водоёмы. Благодаря особенностям окружающей среды и способу питания эти древнейшие организмы имеют довольно примитивное строение. Тело (слоевище) состоит из однотипных клеток, способных к фотосинтезу, отсутствуют защитные покровы и специфические органы, необходимые для транспортировки питательных веществ.

К главным признакам высших растений (лат. Embryophyta) можно отнести их сложное строение, развившееся в результате эволюции. Чтобы нормально существовать в воздушной среде, потребовалась необходимость в активном теплообмене, а также в защите от высыхания (эпидермис и устьица). Для обеспечения всего организма питательными веществами развилась транспортная система, состоящая из специализированных проводящих тканей.

Основным отличием группы наземных растений от водорослей является их разделение на корень, стебель и лист. Характеристика высших растений:

  1. Бо́льшая часть видов обитает на суше.
  2. Наличие различных тканей, имеющих чёткую специализацию.
  3. Половые и бесполые органы размножения.
  4. Зигота превращается в многоклеточный зародыш, состоящий из однородных клеток, которые становятся дифференцированными в процессе развития.
  5. Чередование полового (гаметофита), появляющегося из споры, и бесполого (спорофита), вышедшего из зиготы, поколений.
  6. В жизненном цикле доминирует спорофит (кроме мохообразных).
  7. Разделение организма на три основные части.

В отличие от океана, откуда произошли все живые организмы, условия существования на земле отличаются большей вариативностью. Именно с этим фактором связано невероятное многообразие и богатство форм растительной жизни. Однако, несмотря на колоссальные различия внешнего вида, природа размножения у всех высших растений остаётся неизменной.

Мхи

Среди высших растений наиболее примитивным строением обладают Мохообразные (Bryophyta sensu lato) — у них отсутствует корень (есть ризоиды), а у маршанциевых, антоцеротовых и некоторых юнгерманниевых мхов отсутствует деление на лист и стебель — они являются слоевищными, как водоросли или лишайники. Устичный аппарат крайне примитивен, проводящая система не развита, проводящие функции выполняет паренхима.

Биология 5,6,7,8,9,10,11 класс, ЕГЭ, ГИА

Строение и работа всех функций живых организмов, растений, грибов, микроорганизмов — вся биология Биология 5,6,7,8,9,10,11 класс, ЕГЭ, ГИА
  

Классификация и жизненные формы

С момента выхода на сушу высшие растения развивались в двух основных направлениях. Они породили две эволюционные ветви — гаплоидную и диплоидную. Первая представлена отделом моховидных, у которых в жизненном цикле преобладает гаплоидное половое поколение — гаметофит. Вторая, включающая все остальные отделы, отличается преобладанием бесполого поколения — спорофита. Классификация высших растений в биологии:

Риниофиты растения
  1. Риниофиты (Rhyniophyta).
  2. Зостерофилофиты (Zosterophyllophyta).
  3. Мохообразные (Bryophyta).
  4. Плауноподобные (Lycopodiophyta).
  5. Псилотовидные (Psilotophyta).
  6. Хвощевидные (Equisetophyta).
  7. Папоротниковидные (Polypodiophyta).
  8. Голосеменные или сосноподобные (Gymnospermae или Pinophyta).
  9. Покрытосеменные или цветковые (Angiospermae или Magnoliophyta).

Два первых пункта в списке относятся к вымершим классам. Они существовали в раннем и среднем девоне и заметно отличались от современных видов, находясь на низшей ступени развития. Возможно, представители этих отделов обитали в воде.

Из-за различных схем размножения всю наземную растительность можно разделить на два типа — споровый и семенной. Каждый вид в зависимости от происхождения и места обитания имеет ряд отличий, присущих только ему. У эмбриофитов можно выделить несколько характерных жизненных форм:

Дерево — это многолетний и довольно крупный организм
Трава — это большая группа растений,
  1. Дерево — это многолетний и довольно крупный организм, имеющий твёрдый ствол и крону, состоящую из более тонких ответвлений (тополь, берёза, клён).
  2. Кустарник — более мелкий. Он состоит из множества тонких стволиков высотой от 0,5 до 6 метров (орешник, сирень).
  3. Кустарничек отличается низкорослостью (не выше полуметра) и мощной корневой системой (брусника, клюква).
  4. Трава — это большая группа растений, обладающих тонким и мягким стволом. Эта форма отличается большим разнообразием — от однолетней до многолетней. Высота может варьироваться от сантиметра до нескольких метров (укроп, пион, мята, банан, сахарный тростник).

В зависимости от критериев существует несколько различных систематик растительных форм жизни. Некоторые представители эмбриофитов повторно вернулись в водную среду и стали внешне походить на своих низших предков. Их строение существенно отличается от примитивных водорослей.

Происхождение высших растений

какие растения называют высшими

Все признаки высших растений указывают на то, что, возможно, они произошли от водорослей. Очень большое сходство имеют с водорослями вымершие представители, принадлежащие к высшей группе. У них похожее чередование поколений и много других характеристик.

Есть теория, что высшие растения появились от зеленых водорослей или пресноводных. Первыми возникли риниофиты. Когда растения перешли на сушу, они начали стремительно развиваться. Мхи оказались не такими жизнеспособными, так как им необходима вода в виде капель, чтобы они существовали. Из-за этого они появляются в местах, где повышенная влажность.

На сегодняшний день растения распространились по всей территории планеты. Их можно увидеть в пустыне, тропиках и в холодных местностях. Они образуют леса, болота, луга.

Несмотря на то что при размышлениях, какие растения называют высшими, можно назвать тысячи вариантов, но все-таки их можно объединить в некоторые гуппы.

Сосудистые споровые

Так называемые Сосудистые споровые, к которым относятся папоротники, хвощи, плауны и псилотовые, имеют уже довольно развитую проводящую систему, всегда выражены стебель, лист и корень. Однако они все ещё сильно связаны с водной средой, так как имеют свободноживущий гаметофит и половое размножение у них происходит с участием жгутиконосных сперматозоидов, которые не могут существовать вне водной среды.

Если Мохообразные и Сосудистые споровые рассматривают как единую группу, к ней иногда применяют собирательный термин «высшие споровые растения»[2].

Вымершие отделы

Первые представители наземной растительности исчезли ещё в среднем девоне. Организм этих растений был довольно примитивен, не отличался сложным строением и походил на водоросли. Привычного разделения на корень, стебель и листья тогда ещё не существовало. Считается, что риниофиты являются общим предком для мхов, хвощей, плаунов и папоротников.

Появление зостерофиллофитов произошло в раннем девоне. Это небольшая группа, представители которой, как и риниофиты, отличались простым строением и жили в воде или на берегу. Они имели прямостоячие, короткие и покрытые толстым защитным слоем стебли с колосовидными спорангиями на верхушке. Процесс фотосинтеза осуществлялся всей поверхностью растения.

Принцип иерархичности

Отдел

Среди большого многообразия растений выделяют основные категории:

  1. Споровые растения, распространяющиеся с помощью спор, для размножения которых необходимы водные ресурсы.
  2. Семенные растения распространяются посредством семян, при этом не требуется наличие воды.

Споровые растения подразделяются на несколько отделов:

  • моховидные;
  • плауновидные;
  • хвощевидные;
  • папоротниковидные.

Среди семенных растений выделяют следующие отделы:

  • покрытосеменные;
  • голосеменные.

Класс

Мохообразные растения группируют по следующим классам:

  • андреевые;
  • листостебельные мхи;
  • эдиподиевые;
  • политриховые мхи;
  • сфагновые мхи;
  • тетрафисовые мхи.

К хвощевидным растениям относятся виды хвощового класса. К отделу плауновидных причисляют полушниковые и плауновые классы. Отдел цветковых растений представлен следующими классами:

  1. Однодольные.
  2. Двудольные.

Среди голосеменных видов растительности выделяют следующие классы:

  • саговниковые;
  • гинкговые;
  • гнетовые;
  • хвойные.

Папоротниковидные вилы растений также подразделяют на отдельные классы. К ним относятся папоротниковидные, мараттиевые, псилотовидные растения.

Порядок

В каждом классе выделяют определенные порядки растений. К примеру, к классу андреевых относится порядок андреевых видов растительности.

Порядки листостебельных мхов следующие:

  • бриевые;
  • бриоксифиевые;
  • буксбаумиевые;
  • гедвигиевые;
  • гипновые;
  • гриммиевые;
  • гукериевые;
  • дикрановые;
  • дифисциевые;
  • катоскопиевые;
  • ортотриховые;
  • скоулериевые;
  • сплахновые;
  • тиммиевые;
  • фунариевые;
  • энкалиптовые.

К классу хвощовых относится порядок хвощовые. К гинкговым растениям относятся виды из гинкгового порядка, к гнетовым — хвойникова порядка, к полушниковым — порядка селагинелловых.

Класс однодольных растений представлен следующими порядками:

  • аироцветные;
  • альстёмериецветные;
  • амариллисоцветные;
  • аронникоцветные;
  • бромелиецветные;
  • взморникоцветные;
  • водокрасоцветные;
  • гемодороцветные;
  • диоскореецветные;
  • имбирецветные;
  • касатикоцветные;
  • коммелиноцветные;
  • лилиецветные ;
  • мелантиецветные;
  • мятликоцветные;
  • наядоцветные ;
  • осокоцветные;
  • пальмоцветные;
  • панданоцветные;
  • понтедериецветные;
  • посидониецветные;
  • рдестоцветные;
  • рогозоцветные;
  • ситниковидноцветные;
  • ситникоцветные;
  • смилаксоцветные;
  • спаржецветные;
  • стемоноцветные;
  • сусакоцветные;
  • таккоцветные;
  • триллиецветные;
  • цимодоцеецветные;
  • частухоцветные;
  • шейхцериецветные;
  • шерстестебельникоцветные;
  • ятрышникоцветные.

Плауновому классу соответствует порядок плауновых растений. В классе двудольных представлено более ста порядков. Некоторые из них:

  • актинидиецветные;
  • анноноцветные;
  • барбарисоцветные;
  • батоцветные;
  • бобовоцветные;
  • болотникоцветные;
  • букоцветные;
  • волчникоцветные;
  • ворсянкоцветные;
  • глауцидиецветные;
  • горечавкоцветные;
  • диллениецветные;
  • зверобоецветные;
  • ивоцветные;
  • икациноцветные;
  • истодоцветные;
  • кисличноцветные;
  • колокольчикоцветные;
  • кориариевые;
  • лавроцветные;
  • ладанникоцветные;
  • мирсиноцветные;
  • орехоцветные;
  • охноцветные;
  • парнолистникоцветные;
  • питтоспороцветные;
  • раффлезиецветные;
  • ризофороцветные;
  • роголистникоцветные;
  • розоцветные;
  • санталоцветные;
  • сапиндоцветные;
  • троходендроцветные;
  • тыквоцветные ;
  • фиалкоцветные;
  • циномориецветные;
  • чаецветные;
  • ясноткоцветные.

К хвойному классу относятся следующие порядки:

  • араукариевые ;
  • кипарисовые;
  • подокарповые;
  • сосновые;
  • тисовые.

Порядки растений из папоротниковидного класса следующие:

  • гименофилловые;
  • глейхениевые ;
  • дербянковые;
  • диксониевые;
  • мараттиевые;
  • марсилиевые;
  • многоножковые;
  • птерисовые;
  • сальвиниевые;
  • схизейные;
  • ужовниковые;
  • циатейные;
  • чистоустовые.

К классу политриховых мхов относится политриховый порядок растений. Класс тетрофисовых мхов представлен видами из тетрофисового порядка растительных организмов.

Семейство

Данная таксономическая единица растительных организмов определяется рядом их систематических признаков. Растительный мир отличается богатым разнообразием. В семейства включены виды растений, обладающие оригинальными признаками.

Для однодольных растений характерны параллельное или дуговое жилкование листьев, мочковатая корневая система, травянистая жизненная форма.

К однодольным относят следующие семейства:

  1. Лилейные с обилием луковичных многолетних растений, которым присуще видоизмененные побеги в форме луковиц или корневищ. Данные растения способны выжить в регионах с достаточно сложными климатическими условиями. Строение включает цельную листовую пластинку и параллельное жилкование, шесть тычинок в цветке и венчик правильной формы. Примерами лилейных растений являются тюльпаны, рябчики, лилии.
  2. Злаковые растения характеризуются полым стеблем. Влагалищные листья обладают параллельным жилкованием. Цветки отличаются миниатюрными размерами и объединяются в соцветия или колоски. В цветках есть три тычинки. Плодами являются зерновки, образованные оболочками семян и плода. К представителям злаковых относят пшеницу, кукурузу, рис. Сельскохозяйственные культуры отличаются большим количеством микроэлементов.

Двудольные растения характеризуются стержневой формой корневой системы, сетчатым жилкованием листьев, кратными частями цветка. В составе двудольных растений присутствует камбий. Это ткань, которая обеспечивает рост стебля в толщину. Среди двудольных растений нередко встречают разнообразные виды деревьев, кустарников и трав.

К данному классу относят следующие семейства:

  1. Бобовые с оригинальной формой цветков, похожих на мотыльков с развернутыми крыльями. Для соцветий характерна двусторонняя симметрия, 5 лепестков, 10 тычинок и 1 пестик. Лепестки могут обладать разными формами и размером. Плод вырастает в виде боба с семенами, прикрепленными к створкам. К бобовым относят горох, сою, люцерну, акацию.
  2. Крестоцветные растения относятся к травянистым и многолетним типам. Для них характерно очередное расположение листьев и отсутствие прилистников. Небольшие цветки обладают 4 чашелистиками, тычинки в которых размещены попарно. Крестоцветными растениями являются капуста, редька, левка.
  3. Семейство пасленовых включает разнообразие экологических форм таких, как деревья и кустарники. Листья у них могут быть цельными, лопастными, надрезанными, зубчатыми. Для цветков характерно наличие пяти чашелистиков, тычинок и лепестков, которые по мере срастания преобразуются в венчик. Типичными представителями семейства пасленовых являются картофель, перец, дурман.
  4. Семейство розоцветных представлено видами растений с пальчато и перситосложными листьями. Для них характерны прилистники и соцветия правильной формы. Можно отметить отсутствие сросшихся чашелистиков и лепестков. Цветоложе соцветий отличаются по форме. Они могут быть блюдчатыми, кувшинчатыми, узкотрубчатыми.
  5. Сложноцветные включают однолетники и многолетники. Редко в данном семействе встречаются кустарники и никогда — деревья. Ключевым признаком сложноцветных является сложное цветение. Соцветия могут обладать трубчатой, язычковой, двугубной формой. Нередко в одном соцветии совмещены оба вида. Листья двудольных растений отличаются перистым жилкованием, иногда можно наблюдать параллельное и дуговое жилкование. Представителями данного семейства являются малина, шиповник, груша, яблоня.
  6. К семейству зонтичных относятся в основном травянистые растения. Данные виды обладают соцветиями в виде простых и сложных зонтиков, которые дополнены мелкими цветками, как правило, с белым окрасом. Встречаются желтые и голубые цветки. Чаще всего листья зонтичных растений обладают перисто-рассеченной формой. К данному семейству относятся бутень, снять, скандикс.

Насчитывается множество семейств растений. В качестве примера можно перечислить следующие:

  • аироцветные;
  • актинидиецветные;
  • частухоцветные;
  • альстёмериецветные;
  • амариллисоцветные;
  • пальмоцветные;
  • кирказоноцветные;
  • спаржецветные;
  • бальзаминоцветные;
  • дербянковые;
  • барбарисоцветные;
  • колокольчикоцветные;
  • каперсоцветные;
  • гвоздикоцветные;
  • циатейные;
  • кипарисовые и другие.

Род

В каждом семействе по узкопрофильным признакам выделяют конкретные таксономические единицы. Растения, относящиеся к определенному роду, обладают рядом отличительных характеристик.

К примеру, в семействе акантовых растений представлены следующие роды:

  • азистазия;
  • акант;
  • барлерия;
  • блефарис;
  • гигрофила;
  • гипоэстес;
  • диклиптера;
  • мегаскепасма;
  • пахистахис;
  • псевдэрантемум;
  • ринакантус;
  • руттия;
  • руэллия;
  • трихокаликс;
  • тунбергия;
  • шауэрия;
  • эрантемум;
  • юстиция.

К семейству адиантовых относятся растения следующего рода:

  • адиантум;
  • алевритоптерис;
  • анограмма;
  • бококучник;
  • кониограмма;
  • краекучник;
  • криптограмма;
  • ложнопокровница.

Существует еще несколько сотен родов растений. Каждому из них присуще индивидуальные характеристики. В рамках конкретного рода выделяют виды растительных организмов.

Вид

В мире насчитывается около 350 тысяч видов растений. Точная цифра постоянно меняется, так как ежегодно какие-то из них гибнут, а ученые регулярно открывают новые виды. Растения распределяются по трем подцарствам, которые включают разнообразные виды высших зародышевых растительных организмов, настоящих водорослей и красных водорослей багрянок.

Представители каждого вида отличаются по ряду основных признаков:

  1. Размер растительного организма.
  2. Жизненная форма в виде травы, кустарника, овощной и кормовой культуры, дерева.
  3. Периоды жизнедеятельности, по которым различают однолетние, двулетние и многолетние растения.
  4. Методы размножения.
  5. Необходимые условия произрастания.

Семенные растения

Важным эволюционным прорывом растений на пути завоевания суши стало появление семени и оболочки пыльцевого зерна. Благодаря тому, что отныне гаметофит (теперь состоящий всего из нескольких клеток) стал полностью помещаться внутри влагоудерживающей оболочки, растения смогли освоить пустынные и холодные области.

У некоторых голосеменных и практически у всех цветковых растений в проводящих структурах появляются сосуды и ситовидные трубки — полые проводящие элементы, состоящие из стенок отмерших клеток, благодаря чему их проводящие системы действуют чрезвычайно эффективно.

  • Гнетум, голосеменное растение, имеющее сосуды в проводящей системе

  • Троходендрон, цветковое растение, первично не имеющее сосудов

  • Зостера, одно из немногих высших растений, сумевших вернуться в море

Подцарство «высшие растения»

К высшим растениям относятся организмы, которые имеют хорошо выраженные ткани, органы (вегетативные: корень и побег, генеративные) и индивидуальное развитие (онтогенез) которых делится на эмбриональный (зародышевый) и постэмбриональный (послезародышевый) периоды.

Высшие растения делятся на две группы: споровые и семенные.

Споровые растения распространяются при помощи спор. Для размножения нужна вода. Семенные растения распространяются при помощи семян. Для размножения вода не нужна.

Споровые растения делятся на следующие отделы:

  • моховидные;
  • плауновидные;
  • хвощевидные;
  • папоротниковидные.

Семенные делятся на следующие отделы:

  • покрытосеменные;
  • голосеменные.

Рассмотрим их более подробнее.

Лишайники. Общая характеристика.

Лишайники – это группа живых организмов, которая совмещает в себе признаки двух других групп: грибов и водорослей .
Лишайники. Общая характеристика.
  

Подцарства

Многообразие растений классифицируется по определенным признакам. В зависимости от строения выделяют основные подцарства растительных организмов: высшие и низшие.

Низшие растения (водоросли)

Представители данного подцарства не обладают органами и тканями. Для низших растений характерно наличие слоевища или талла. К данной категории причисляют водоросли. В большинстве своем такая растительность обитает в водной среде. Питание у водорослей происходит за счет поглощения питательных веществ с помощью всей поверхности тела. Преобладающая часть или вся структура растительности водоемов соприкасается с солнечным светом, что объясняет ее способность к фотосинтезу. Такой образ жизни не предполагает быстрого перемещения веществ по организму. Для большинства видов водорослей характерно однотипное строение клеток.

Высшие растения (споровые, семенные)

Виды, которые относятся к данному подцарству, обладают функционально различными органами, которые образуют специализированные клетки. Как правило, представители высших растений обитают на суше. Вода и минеральное питание добываются ими из грунта. Фотосинтез у таких растений осуществляется путем подъема над поверхностью почвы. Виды, относящиеся к высшему подцарству, нуждаются в транспортировке веществ между частями организма, которая выполняется с помощь проводящих тканей.

Механическая и покровная ткани создают поддержку и опору для растения в наземно-воздушной среде. Благодаря специализированным клеткам, тканям и органам, растительные организмы высшего подцарства могут достигать больших размеров и осваивать широкий спектр сред обитания. Для многих представителей высших растений характерен вторичный возврат в водную среду. К примеру, в условиях пресного водоема такие организмы формируют основную массу водной растительности.

Примечания

  1. В современных классификациях эта группа растений обычно включается в класс Псилотовидные отдела Папоротниковидные в ранге порядка. См. Ужовниковые (Ophioglossales).
  2. Коровкин О. А. Анатомия и морфология высших растений: словарь терминов. — М.: Дрофа, 2007. — С. 33. — 268, [4] с. — (Биологические науки: Словари терминов). — 3000 экз. — ISBN 978-5-358-01214-1

Хвощевые

К высшим растениям относятся и хвощевые. Они состоят из члеников и узлов, что отличает их от остальных растений высшего вида. Хвощевые представители напоминают некоторые хвойные, цветковые растения и водоросли.

Это своеобразный представитель живой природы. Они имеют вегетативные признаки, схожие со злаками. Длина стеблей может быть несколько сантиметров, а иногда вырастает до нескольких метров.

Голосеменные (Gymnospermae)

Отдел можно назвать типичным примером высших растений, отличающихся высокоразвитым строением. Его представители — это преимущественно вечнозелёные кустарники и деревья, но иногда встречаются листопадные виды и даже лианы. Форма листьев отличается большим разнообразием — от иголок до чешуек. Все голосеменные по определению имеют открытые семяпочки и размножаются семенами. Отдел включает 6 классов:

Семенные папоротники
  • семенные папоротники;
  • беннеттитовые;
  • гнетовые;
  • саговниковые;
  • хвойные;
  • гингковые.

Первые два класса на сегодняшний день являются полностью вымершими. На сегодняшний день науке известно около 700 видов голосеменных. Самыми известными представителями, произрастающими в России, являются ель и сосна.

Покрытосеменные (Angiospermae)

В современной флоре покрытосеменные или цветковые являются самым распространённым и многочисленным отделом высших растений. Они впервые появились около 140 млн лет назад и постепенно достигли апофеоза развития. К их главным особенностям можно отнести наличие органов размножения в виде цветов, а также двойное оплодотворение. Классификационная таблица:

Класс двудольные Класс однодольные
Магнолиды Частуховые
Астериды Пальмовые
Гамамелидиды Лилииды
Кариофиллиды Имбирные
Дилленеиды Коммелиновые
Розиды  

На сегодняшний день насчитывается около 352 тыс. видов цветковых растений. Столь большое разнообразие связано с эффективным приспособлением представителей отдела к изменчивой окружающей среде.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...